硅烷水解调控对钢纤维-水泥界面黏结及增韧效应的影响

摘要

为改善钢纤维-水泥基界面的黏结性能和复合材料的韧性，在钢纤维与水泥基体间构建化学-机械协同界面。以KH-550为偶联剂，设计醇水比、pH值和偶联剂在混合料中的质量分数三因素三水平正交试验(共9组),系统探讨硅烷水解-缩合历程对纤维表面形貌及纤维-水泥界面性能及弯曲韧性的影响；通过场发射扫描电镜观察钢纤维表面结构，对试件进行抗压、抗折及弯曲韧性试验。结果表明：在中性及弱碱性条件下，经优化水解的硅烷可在纤维表面构筑粗糙层，显著增大表面粗糙度；养护14 d时改性纤维的抗折强度比未改性组增大28.7%,等效初始弯曲韧度比与残余弯曲韧度比分别增大约33.0%与35.7%;超景深三维显微观测表明，改性纤维周围水泥界面致密、无可见缺陷，且纤维周围C—S—H凝胶质量分数显著增大，证实了硅烷诱导的水化强化-界面密实化协同增韧机制。

关键词

钢纤维 / 硅烷偶联剂改性 / 界面 / 增韧