玄武岩纤维增强地聚合物复合材料的力学性能研究

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粉煤灰基地聚合物是一种新型材料，可作为普通硅酸盐水泥的替代品。MiniBars™是玄武岩纤维复合材料，用于增强地聚合物基体以制备单向MiniBars™增强地聚合物复合材料（MiniBars™ FRBC）。通过在地聚合物基体中加入不同体积分数的MiniBars™（0、12.5、25、50、75 vol.%）制备新型复合材料。地聚合物由粉煤灰粉与Na₂SiO₃和NaOH碱激发剂混合制备。MiniBars™ FRBC在70 °C下固化48 h，进行多项力学性能测试。采用光学显微镜和扫描电镜（SEM）观察填料和MiniBars™ FRBC的微观结构。结果表明，随着MiniBars™掺量增加，复合材料力学性能显著提升。与未增强的地聚合物相比，MiniBars™ FRBC的力学性能提高幅度分别为：弯曲强度提高11.59～25.97倍、弯曲模量提高3.33～5.92倍、拉伸强度提高3.50～8.03倍、拉伸模量提高1.12～1.30倍、上屈服拉伸强度对应的载荷提高4.18～7.27倍。SEM和光学显微镜分析表明，地聚合物网络在MiniBars™周围形成良好的界面结合。研究结果表明MiniBars™ FRBC是一种极具应用前景的绿色建筑材料。

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