混合微纤维对纳米复合材料的机械,热和微结构特征的协同效应
Nabil Ben Kahla1, Ali Raza2, Ahmed Babeker Elhag1
1Department of Civil Engineering, College of Engineering, King Khalid University, PO Box 394, Abha, 61411, Kingdom of Saudi Arabia.
Environmental science and pollution research international
|March 16, 2024
概括
这项研究使用纳米碳酸增强了混合纤维增强地质聚合物复合材料. 最佳的纳米碳酸含量改善了机械性能和微观结构,提供了可持续的建筑解决方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
- 环境科学 环境科学
背景情况:
- 地质聚合物 (GP) 复合材料为传统水泥提供了一个可持续的替代品,减少碳排放.
- 混合纤维增强的基于飞灰的GP (HFGP) 复合材料结合了微纤维和纳米颗粒,以提高性能.
- 纳米碳酸 (CaCO3) 在HFGP特性中的作用需要进一步研究.
研究的目的:
- 研究不同纳米碳酸 (CaCO3) 含量对混合纤维增强飞灰基地质聚合物 (HFGP) 复合材料的机械和微结构性质的影响.
- 优化HFGP的组成,以提高环保混凝土建筑的性能.
主要方法:
- 制备HFGP混合物时,碳纤维 (1%) 和玄武岩纤维 (0.5%) 的比例是固定的.
- 在HFGP混合物中加入了四种不同水平的纳米碳酸 (CaCO3) (1%,2%,3%和4%).
- 使用扫描电子显微镜 (SEM),富里埃变换红外光谱 (FTIR) 和X射线衍射 (XRD) 分析进行了微观结构和矿物学表征.
主要成果:
- 与3%纳米碳酸盐 (CaCO3) 的HFGP混合物显示出最高的硬度,压力强度,性模量和屈曲强度.
- 添加2%的纳米碳酸 (CaCO3) 导致了最高的断裂性和冲击强度.
- SEM和XRD分析证实,纳米碳酸 (CaCO3) 对地质聚合物微结构产生了积极影响,促进了酸水合物 (CSH) 的形成.
结论:
- 纳米碳酸 (CaCO3) 显著提高了混合纤维增强地质聚合物复合材料的机械性能,并完善了其微观结构.
- 纳米碳酸 (CaCO3) 的最佳含量取决于优化的特定属性 (例如,强度为3%,性为2%).
- 这些发现有助于开发具有更好的性能特征的先进,环保的建筑材料.
