钢纤维沙漠砂水泥基复合材料高温力学性能研究

摘要

为研究钢纤维沙漠砂水泥基复合材料（SFDM）在高温环境下的物理性能和力学性能的变化，通过质量检测、相对动弹性模量、力学性能和SEM等试验，分析温度、钢纤维掺量和沙漠砂替代率对SFDM力学性能的影响，探讨高温条件下SFDM强度变化的内在机理，试验及结果分析表明：随着温度的升高，试件的质量损失率逐渐增大，相对动弹性模量逐渐减少，其抗压和抗折强度均有不同程度的损失。与普通水泥基材料相比，适量沙漠砂和钢纤维的加入可有效改善试件在高温环境下的力学强度，并且当沙漠砂替代率为20%,钢纤维掺量为1.5%时，高温力学性能达到最优。从微观形貌分析可知：200℃以下时，温度的升高可促进试件内部的水化反应，整体结构没有显著变化；200℃以上时，温度的升高将导致试件内部水化产物逐渐分解，微观结构逐渐变成多孔蜂窝结构，纤维-基底界面粘结程度降低，最终导致宏观力学性能降低。最后通过试验数据进行回归分析且拟合出温度-抗压强度、温度-抗折强度损伤模型，这2个模型公式的相关系数R²均在0.95以上，表明拟合的结果优良，具有较高的可靠性。

关键词

高温 / 钢纤维沙漠砂水泥基复合材料 / 力学性能 / 微观结构 / 温度-强度损伤模型