纳米碳纤维增韧水泥基复合材料的力学性能和耐久性能研究

以普通硅酸盐水泥P.O 42.5为基体材料，不同掺杂量(0,0.4%,0.8%和1.2%(质量分数))的纳米碳纤维为增强相，制备了纳米碳纤维增韧水泥基复合材料，研究了纳米碳纤维的掺杂量对水泥基复合材料晶体结构、力学性能和耐久性能的影响。结果表明，纳米碳纤维的掺杂在水泥基复合材料中未出现新的水化产物，但加速了水化反应的进行；纳米碳纤维的“连接”作用使水泥基复合材料的孔结构变得致密，裂纹和孔隙减少；随着纳米碳纤维掺杂量的增加，水泥基复合材料的抗压强度和抗折强度先增大后减小，当纳米碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时，水泥基复合材料28 d的抗压强度和抗折强度均达到了最大值，分别为82.4和13.1MPa;采用单面盐冻法对水泥基复合材料进行抗冻性能测试，发现纳米碳纤维的掺杂改善了水泥基复合材料的抗冻性能，当纳米碳纤维的掺杂量为0.8%(质量分数)时，水泥基复合材料在28次冻融循环后单位面积质量损失量最小为0.114 kg/m²。综合力学性能和耐久性能分析可知，纳米碳纤维的最佳掺量为0.8%(质量分数)。