玄武岩纤维增强偏高岭土-赤泥基地聚合物复合材料的耐久性和力学性能分析

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水泥作为混凝土的主要胶凝材料应用广泛，但环保压力和建筑业的快速发展促使开发更可持续的替代材料。地聚合物因其低碳足迹和利用工业副产品的潜力而成为有前景的生态友好型胶凝材料。地聚合物砂浆与其他胶凝材料类似，存在脆性和抗拉强度低的问题。玄武岩纤维作为裂纹桥接增强体，通过荷载重分配和延缓裂纹扩展，显著提高砂浆的抗弯和抗拉强度，增强能量吸收能力，使其抗冲击性能更好。玄武岩纤维具有约800~1000°C的热稳定性，适用于防火或高温应用的地聚合物砂浆，能在热暴露过程中保持结构完整性。纤维可缓解收缩、干燥或温度梯度引起的早期微裂纹，形成更密实的微观结构。玄武岩纤维来自天然火山岩，无毒且生态足迹小，符合地聚合物应用的可持续发展目标。本研究以偏高岭土和赤泥为胶凝材料，玄武岩粉和石灰石粉替代传统砂，制备地聚合物砂浆，采用NaOH和Na₂SiO₃溶液激活。研究了不同掺量玄武岩纤维（质量分数0.4%、0.8%和1.2%）对砂浆耐久性和强度的影响。测试了8种砂浆配合物在7天和28天龄期，以及经历200、400、600和800°C高温暴露前后的抗压强度、抗弯强度和超声脉冲速度（UPV）。结果表明，玄武岩纤维显著增强了地聚合物砂浆性能，特别是在1.2%掺量时效果最佳。含1.2%纤维的试件在高温暴露后抗压强度提高约20%，抗弯强度提高约40%，这归因于纤维的微裂纹桥接和结构致密化作用。后续研究应重点优化纤维类型、掺量和分散工艺，开展微观结构分析、环境条件下长期耐久性评估和高温后性能研究，探索混杂纤维体系、大型结构应用和生命周期评价，为建筑工程中的实际应用和可持续发展提供指导。

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