水泥滤液对玻璃纤维的侵蚀作用
前言
水泥基体对玻璃纤维的侵蚀,主要有“化学侵蚀说”与“力学破坏说”两种不同的学术见解。持“化学侵蚀说”的学者认为,主要是水泥水化生成的高碱度液,对玻璃纤维产生的化学侵蚀,使玻纤失去强度;持“力学破坏说”的学者认为,导致玻璃纤维腐蚀的根本原因,是水泥水化生成的大量的Ca(OH)2晶体沉淀于玻璃纤维原丝的孔隙中,由于这些晶体紧紧地夹持着单丝,当玻璃纤维水泥材料受拉时,原丝失去松动与调节的余地,很大程度上丧失韧性,成为脆性材料。
本文通过比较普通硅酸盐水泥滤液、硫铝酸盐水泥滤液和硫铝酸盐水泥/A聚合物滤液对玻璃纤维强度的影响,研究了水泥滤液对玻璃纤维的侵蚀作用,希望对玻璃纤维的应用起到有益的帮助。
1 实验与分析
1.1 实验原料
采用山东淄博水泥厂生产的42.5R硅酸盐水泥,新汶矿业集团特种水泥厂生产的RSAC425#R硫铝酸盐水泥熟料,其主要成分见表1;山东泰山玻璃纤维有限公司生产的含碱玻璃纤维,其性能比较如表2所示;自行研制的A聚合物乳液。

1.2 水泥滤液对玻纤的侵蚀实验
分别采用普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥/A聚合物乳液,与水混合后静置规定时间,过滤得到水泥滤液,以此模仿水泥水化后的浆体环境。在常温下,用各种水泥滤液分别对耐碱玻璃纤维和中碱玻璃纤维进行浸泡试验,测试浸泡后玻璃纤维的抗拉强度保留率,随时间的变化关系。测试结果如图1、图2和图3所示。 [-page-]



由图1可知,普通硅酸盐水泥滤液对玻璃纤维的腐蚀是非常严重的。耐碱玻璃纤维被腐蚀3d后,强度保留率为79.6%,7d后降为70.3%,28d后则为51.2%;而中碱玻璃纤维被腐蚀3d后,强度保留率迅速降为46.2%,7d后为42.3%,28d后则为30.5%。 [-page-]
由图2可知,硫铝酸盐水泥滤液对玻璃纤维的侵蚀程度,比普通硅酸盐水泥滤液轻一些。耐碱玻璃纤维经过硫铝酸盐水泥滤液3d的浸泡后,强度保留率保持在92.7%,7d后的强度保留率为90.8%,28d后的强度保留率为83.5;但是,中碱玻璃纤维经过3d的浸泡后,强度保留率保持在76.5%, 7d后的强度保留率为72.1%,28d后的强度保留率为60.4%。
由图3可知,采用硫铝酸盐水泥/A聚合物滤液对玻璃纤维进行浸泡,玻璃纤维被侵蚀的程度较前两种滤液的侵蚀程度更轻一些。耐碱玻璃纤维经过3d的浸泡后,强度保留率仍在95.4%,7d后强度保留率为92.8%,28d后的强度保留率为86.2%; 但是,中碱玻璃纤维经过3d后为85.4%, 7d的浸泡后强度保留率保持在82.4%,28d后的强度保留率为73.8%。
2 水泥滤液侵蚀玻璃纤维的作用机理
普通硅酸盐水泥的主要水化产物是Ca(OH)2、水化硅酸钙凝胶以及少量的硫铝酸钙和水化铁酸钙等, 其中含有大量的Ca(OH)2;硫铝酸盐水泥的主要水化产物是水化硫铝酸钙、铝胶、铁胶以及水化硅酸钙凝胶,其中含有大量的Al(OH)3凝胶。Ca(OH)2溶液具有比Al(OH)3溶液更强的侵蚀效果,因此普通硅酸盐水泥对玻璃纤维的侵蚀性,比硫铝酸盐水泥对玻璃纤维的侵蚀性强。A聚合物乳液是一种呈中性的有机物,与硫铝酸盐水泥混合时,可以均匀分散到硫铝酸盐水泥的水化产物中,对水化产物进行包裹,同时,对玻璃纤维表面进行润湿处理,在玻璃纤维与水泥水化产物之间形成了界面层,此聚合物界面层在一定程度上阻止了碱液对玻璃纤维的侵蚀。
3 结论
与普通硅酸盐水泥滤液和硫铝酸盐水泥滤液相比,硫铝酸盐水泥从聚合物滤液对玻璃纤维强度的影响程度较轻。其中,耐碱玻璃纤维经硫铝酸盐水泥/A聚合物滤液浸泡28d后,其抗拉强度保留率为86.2%。







































