王秀麗 吳 征 陳志華 潘旭賓

(1.蘭州理工大學(xué)土木工程學(xué)院,蘭州 730050;2.天津大學(xué)建筑工程學(xué)院,天津 300072)

近些年來,我國建筑技術(shù)不斷發(fā)展,建筑領(lǐng)域的資源與能源消耗也在不斷增加,其中建筑耗能占全國能源消耗總量的20%[1]。因此,降低建筑能源消耗是亟需解決的問題。因?yàn)榄h(huán)保、節(jié)能、低碳以及可再生能力等特殊的優(yōu)勢,高性能植物纖維水泥基復(fù)合材料在國內(nèi)外近20年受到了重視與發(fā)展[2]。與普通的混凝土材料相比,高性能植物纖維水泥基復(fù)合材料擁有密度低、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn),不僅能夠提高建筑保溫性能的,而且減少了建筑耗能[3],此外,能夠很好地延緩混凝土的開裂[4]。

隨著我國建筑工業(yè)化的大力推進(jìn),裝配式墻板的應(yīng)用也在迅速發(fā)展。聚苯乙烯泡沫(EPS)混凝土輕質(zhì)墻板逐漸成為輕質(zhì)隔墻板發(fā)展的主流方向[5]。聚苯乙烯泡沫輕質(zhì)混凝土由膠凝材料、外加劑和聚苯乙烯泡沫混合攪拌而成,最主要的特點(diǎn)是輕質(zhì)的聚苯乙烯泡沫顆粒代替了質(zhì)量較大的砂、石等粗細(xì)集料[6-8]。對此諸多國內(nèi)外學(xué)者對輕質(zhì)墻板的力學(xué)性能、物理性能等進(jìn)行了深入探究。20世紀(jì)70年代,Cook等[9]將聚苯乙烯泡沫顆粒部分代替細(xì)集料砂石制備了輕質(zhì)墻板,隨后研發(fā)了輕質(zhì)的夾心墻板;Babavalian等[10]的研究將聚丙烯纖維摻入到EPS混凝土中,試驗(yàn)結(jié)果表明：摻入聚丙烯纖維的EPS混凝土抗壓強(qiáng)度得到有效提高,收縮率降低;陳兵等[11]通過將鋼纖維添加到類似于“裹砂”工藝的攪拌EPS輕質(zhì)混凝土中,并對其進(jìn)行了力學(xué)性能研究,結(jié)果表明：鋼纖維與微硅粉復(fù)摻能夠提高EPS輕質(zhì)混凝土抗壓強(qiáng)度,并且能夠明顯改善混凝土干縮性能。劉嫄春等[12]研究了摻入聚丙烯纖維的EPS混凝土的力學(xué)性能,結(jié)果表明：聚丙烯纖維摻量在1.3～2.0 kg/m3時(shí),能夠顯著提高EPS混凝土的抗壓強(qiáng)度。劉嫄春等[13]還研究了不同水灰比對EPS混凝土強(qiáng)度的影響,結(jié)果表明：水灰比越大,EPS混凝土的抗壓強(qiáng)度越低。與人造纖維相比,天然纖維是一種可再生、可回收的天然纖維,并且儲(chǔ)量豐富[14]。研究天然植物纖維在建筑材料中的應(yīng)用不但會(huì)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境,對以后更多新型墻板的研發(fā)也具有重要意義。

玉米雌穗苞葉(玉米皮)纖維具有纖維長、抗拉強(qiáng)度高、柔韌性強(qiáng)等特點(diǎn)。為探究添加植物纖維對EPS水泥基復(fù)合材料基本物理力學(xué)性能和抗凍性能的影響,試驗(yàn)將不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0%、1%、2%、3%)的玉米皮植物纖維與不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)(1.1%、1.2%、1.3%、1.4%)的EPS顆粒復(fù)摻并添加到水泥基中,在事先確定好水膠比的情況下,研究玉米皮纖維摻量和EPS摻量對水泥基復(fù)合材料密度、吸水率、抗壓強(qiáng)度、抗折性能、劈裂抗拉性能以及抗凍性能的影響。并通過電子顯微鏡掃描(SEM)分析研究其內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)。

1 試驗(yàn)材料

1.1 膠凝材料

試驗(yàn)采用的膠凝材料包括水泥、偏高嶺土、粉煤灰和硅灰。水泥采用P·O 42.5級硅酸鹽水泥,其性能指標(biāo)詳見表1。

表1 硅酸鹽水泥基本性能指標(biāo)Table 1 Basic performance indexes of portland cement

偏高嶺土是一種活性較高的礦物摻和料,將適量的偏高嶺土摻入到混凝土中,能夠提高其強(qiáng)度和耐久性[15];粉煤灰是一種火山灰質(zhì)材料,摻入適量的粉煤灰,可以改善水泥漿體的和易性和流動(dòng)性,并能提高混凝土的耐久性[16];向水泥漿體或混凝土中摻入適量的硅灰,可以提高抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和抗沖擊性能等[17]。膠凝材料化學(xué)組成成分詳見表2。

表2 膠凝材料化學(xué)組成Table 2 Chemical composition of cementitious materials %

1.2 添加劑

膠粉：提高EPS顆粒與水泥基體之間的黏結(jié)力。

羥丙甲基纖維素：在EPS水泥基復(fù)合材料拌制過程中,由于EPS顆粒密度較低,容易出現(xiàn)上浮的現(xiàn)象。在水泥漿體中加入纖維素既可以防止輕質(zhì)顆粒上浮,又可以提高混凝土的強(qiáng)度和抗凍性能。

CaCl2：植物纖維在堿性環(huán)境下會(huì)有緩凝物質(zhì)溶出,對水泥基體強(qiáng)度發(fā)展有不利影響。因此,為解決植物秸稈纖維與水泥基之間的黏結(jié)問題,添加CaCl2可以促進(jìn)水泥的水化作用[18]。

減水劑：植物秸稈纖維有極強(qiáng)的吸水性,植物纖維加入到水泥基體中能夠降低水泥漿體的流動(dòng)性。為了在不影響水膠比的情況下,加入減水劑可以增加水泥漿體流動(dòng)性。

1.3 骨 料

EPS顆粒：粒徑約為5 mm的白色球狀顆粒,表觀密度約為17.8 kg/m3,如圖1所示。

圖1 聚苯乙烯泡沫(EPS)顆粒Fig.1 Expanded polystyrene (EPS) particle

玉米雌穗苞葉(玉米皮)纖維：玉米皮纖維選用甘肅省蘭州市當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)區(qū)的植物纖維,將玉米皮處理成長度大約為2 cm,寬度為1～2 mm的纖維[19]。由于自然的植物纖維表面有一層蠟質(zhì)層,這種蠟質(zhì)層一般是由脂肪酸、烷烴、酯類等組成,使得植物纖維表面光滑,進(jìn)而影響植物纖維與水泥基之間的連接。用一定濃度的NaOH溶液可與脂肪酸反應(yīng)溶解纖維表面蠟質(zhì)層[20]。所以,改性方法采用濃度為5%的NaOH溶液浸泡48 h,然后清洗干凈[21-22]。處理后的玉米皮纖維如圖2所示。

圖2 處理后的玉米皮纖維Fig.2 Treated corn husk fiber

2 試驗(yàn)概況

2.1 配合比

確定水膠比為0.6,膠凝材料中水泥75%、硅灰10%、偏高嶺土10%、粉煤灰5%;膠粉、纖維素分別占膠凝材料總質(zhì)量的0.3%,玉米皮纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%、1%、2%、3%,EPS顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.1%、1.2%、1.3%、1.4%。玉米皮纖維EPS水泥基復(fù)合材料的具體配合比詳見表3。其中樣品編號E1.1Y0表示為EPS顆粒摻量為1,1%,玉米皮纖維摻量為0%,以此類推。

表3 玉米皮纖維EPS水泥基復(fù)合材料配合比Table 3 Mix proportion of EPS cement-based composites with corn husk fiber kg/m3

2.2 EPS水泥基復(fù)合材料的制備

按照事先計(jì)算的配合比進(jìn)行EPS水泥基復(fù)合的制備。1)將稱量好的水泥、硅灰、偏高嶺土和粉煤灰干粉攪拌均勻,使其充分混合。2)將稱量好的水加入到攪拌均勻的膠凝粉料中,繼續(xù)攪拌2 min。3)將按配合比規(guī)定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的玉米皮植物纖維加入到水泥基中,高速攪拌使其在水泥漿體中分布均勻。4)添加羥丙甲基纖維素和膠粉,攪拌30 s。5)將EPS顆粒加入到玉米皮纖維水泥基中,低速攪拌,使其在植物纖維水泥基中分布均勻?yàn)橹埂?)將拌置好的混凝土裝入到指定模具中,用塑料薄膜密封模具表面,待混凝土硬化后將試塊放入到養(yǎng)護(hù)室中標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)28 d。

2.3 試 驗(yàn)

將養(yǎng)護(hù)好的試塊烘至絕干后,按照GB/T 50081—2019《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》和GB/T 17671—1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)》中的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行密度、吸水率以及抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度的基本力學(xué)性能測試。其中抗壓試塊及劈裂抗拉試塊的尺寸均為100 mm×100 mm×100 mm,抗折試塊尺寸為40 mm×40 mm×160 mm,每組3個(gè)試件。按照GB/T 11969—2020《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行抗凍性能的測試,抗凍性能試驗(yàn)以凍12 h融12 h為1次循環(huán),總共循環(huán)30次。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 EPS混凝土密度和吸水率

圖3為EPS顆粒摻量和玉米皮纖維摻量對EPS水泥基復(fù)合材料密度的影響。根據(jù)圖3和表4數(shù)據(jù),EPS水泥基復(fù)合材料的密度在300～400 kg/m3,隨著纖維摻量和EPS顆粒摻量的增加,其密度是逐漸降低的。這是由于加入的玉米皮纖維和EPS顆粒會(huì)取代一部分膠凝材料,并且玉米皮纖維和EPS顆粒的密度遠(yuǎn)低于膠凝材料的密度,使得EPS水泥基復(fù)合材料密度降低。

圖3 玉米皮纖維摻量對EPS水泥基復(fù)合材料密度的影響Fig.3 Effects of corn husk fiber content on density of EPS cement-based composites

表4 EPS水泥基復(fù)合材料物理、力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果Table 4 The results of physical and mechanical properties of EPS cement-based composites

圖4為EPS顆粒摻量和玉米皮植物纖維摻量對EPS水泥基復(fù)合材料吸水率的影響。吸水率按式(1)計(jì)算。

圖4 玉米皮纖維摻量對EPS水泥基復(fù)合材料吸水率影響Fig.4 Effects of corn husk fiber content on water absorption of EPS cement-based composites

(1)

式中：W為吸水率,%;M1為烘干試塊的質(zhì)量,g;M2為飽和水試塊的表干質(zhì)量,g。

根據(jù)表4數(shù)據(jù),可知：試件E1.4Y3組的吸水率最大,為45.04%;試件E1.1Y0組吸水率最小,為19.66%。由圖4可知：玉米皮纖維摻量越高,EPS水泥基復(fù)合材料的吸水率越高。這是由于植物纖維中的纖維素和木質(zhì)素等成分使其具有易吸水性[23],并且隨著玉米皮纖維摻量的增加,會(huì)向水泥基質(zhì)中引入空氣,產(chǎn)生的毛細(xì)氣孔也會(huì)導(dǎo)致試塊吸水率的上升。

3.2 抗壓強(qiáng)度

EPS水泥基復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度如圖5所示。隨著EPS顆粒和玉米皮纖維摻量的增加,試件第28天的抗壓強(qiáng)度是降低的,抗壓強(qiáng)度在0.8～2.2 MPa的范圍內(nèi)下降。其中,試件E1.1Y0組的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最大為2.2 MPa,試件E1.4Y3組的抗壓強(qiáng)度為最小0.8 MPa。

圖5 EPS水泥基復(fù)合材料抗壓強(qiáng)度 MPaFig.5 Compressive strength of EPS cement-based composites

從玉米皮纖維摻量的角度分析,隨著玉米皮纖維摻量的變化,每組試件的抗壓強(qiáng)度最小值相較于未添加纖維試件的抗壓強(qiáng)度分別降低了40.19%、35.29%、21.40%、33.30%;從EPS摻量的角度分析,隨著EPS摻量的變化,每組試件的抗壓強(qiáng)度最小值相較于抗壓強(qiáng)度最大值分別下降了45.46%、38.89%、37.50%、38.46%。

這是因?yàn)殡S著玉米皮纖維摻量的增加,基體內(nèi)部纖維會(huì)出現(xiàn)擁堵和聚集,與水泥基質(zhì)黏結(jié)的纖維量減少[24]。并且,EPS水泥基復(fù)合材料中主要承受壓力的結(jié)構(gòu)是膠凝材料骨架,添加纖維會(huì)使膠凝材料體積減少,從而導(dǎo)致EPS水泥基復(fù)合材料抗壓強(qiáng)度降低。

3.3 抗折強(qiáng)度

圖6表示纖維摻量和EPS摻量對EPS水泥基復(fù)合材料抗折強(qiáng)度的影響。EPS水泥基復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度是隨著纖維摻量和EPS摻量的增大先增大后減小。根據(jù)表4數(shù)據(jù),E1.3Y2組抗折強(qiáng)度達(dá)到最大,為1.2 MPa;E1.4Y3組抗折強(qiáng)度最低,為0.66 MPa。當(dāng)EPS摻量不變時(shí),隨著纖維摻量的增加,4組EPS摻量下的最大抗折強(qiáng)度相較于最小抗折強(qiáng)度分別提高了12.68%、22.97%、48.15%、31.82%。

圖6 EPS水泥基復(fù)合材料抗折強(qiáng)度 MPaFig.6 Flexural strength of EPS cement-based composites

3.4 劈裂抗拉強(qiáng)度

圖7為EPS水泥基復(fù)合材料的劈裂抗拉強(qiáng)度與EPS摻量、纖維摻量的關(guān)系。從圖中可以看出,EPS水泥基復(fù)合材料的劈裂抗拉強(qiáng)度隨著纖維摻量的增加而增大,隨EPS摻量的增加而減小。

圖7 EPS水泥基復(fù)合材料劈裂抗拉強(qiáng)度 MPaFig.7 Splitting tensile strength of EPS cement-based composites

由圖7和表4可知：當(dāng)EPS摻量一定時(shí),EPS水泥基復(fù)合材料的劈裂抗拉強(qiáng)度隨著纖維摻量的增加而增大,劈裂抗拉強(qiáng)度增大了9.4%～16.4%;當(dāng)纖維摻量一定時(shí),EPS水泥基復(fù)合材料的劈裂抗拉強(qiáng)度隨著EPS顆粒摻量的增加而減小,劈裂抗拉強(qiáng)度減小了5.4%～12.7%。其中最大劈裂抗拉強(qiáng)度是EPS摻量為1.1%、玉米皮纖維摻量為3%時(shí)的試件E1.1Y3,為1.1 MPa;最小劈裂抗拉強(qiáng)度是EPS摻量為1.4%、玉米皮植物纖維摻量為0%時(shí)的試件E1.4Y0,為0.87 MPa。

隨著植物纖維摻量的增加,當(dāng)發(fā)生劈裂破壞時(shí),應(yīng)力從水泥基體傳遞給抗拉強(qiáng)度更高的玉米皮纖維;另外纖維的添加也會(huì)提高EPS水泥基復(fù)合材料的韌性,這也能在一定程度上提高復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度[25]。

3.5 抗凍性能

為探究添加纖維對EPS水泥基復(fù)合材料抗凍性能的影響。對16組,共計(jì)48個(gè)試件進(jìn)行30次凍融循環(huán),12 h氣凍和12 h水融為1個(gè)循環(huán)。分別從質(zhì)量損失和強(qiáng)度損失的角度進(jìn)行分析。其中強(qiáng)度損失包括抗壓強(qiáng)度損失、抗折強(qiáng)度損失和劈裂抗拉強(qiáng)度損失。凍融循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 凍融循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Freeze thaw cycle test results

3.5.1質(zhì)量損失

圖8給出了玉米皮纖維摻量對質(zhì)量損失的影響,圖9給出了EPS顆粒摻量對質(zhì)量損失的影響。可以看出：當(dāng)玉米皮纖維摻量增加時(shí),試件質(zhì)量損失率是整體呈變小趨勢,質(zhì)量損失率最大的試件是E1.1Y0,為3.87%,質(zhì)量損失率最小的試件是E1.3Y3,為1.06%;當(dāng)EPS顆粒摻量增加時(shí),試件質(zhì)量損失率是先減小后增加,整個(gè)試驗(yàn)中沒有出現(xiàn)質(zhì)量損失率超過5%的試件。

圖8 玉米皮纖維摻量對質(zhì)量損失的影響Fig.8 Effect of fiber contents on mass loss

圖9 EPS摻量對質(zhì)量損失的影響Fig.9 Effect of EPS contents on mass loss

圖10、圖11為凍融前后試塊對比。在凍融循環(huán)之前試塊邊角完整,沒有出現(xiàn)EPS顆粒和玉米皮纖維外露現(xiàn)象。在經(jīng)過凍融循環(huán)后,試塊表面出現(xiàn)水泥脫落,EPS顆粒外露,甚至?xí)霈F(xiàn)EPS顆粒脫落,纖維外露等現(xiàn)象;相比添加纖維的試塊,沒有添加纖維的試塊水泥脫落和EPS顆粒剝落更加明顯。

a—未加纖維;b—添加纖維。圖10 凍融前試塊Fig.10 Specimens before freezing and thawing

a—未加纖維;b—添加纖維。圖11 凍融后試塊Fig.11 Specimens after freezing and thawing

出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因是,纖維在水泥漿體中能夠起到阻止裂縫發(fā)生和延緩裂縫發(fā)展的作用。在凍融循環(huán)過程中,由于纖維在基體中的拉結(jié)力,能夠阻止水泥和EPS顆粒在凍融過程中由于產(chǎn)生的凍脹力而發(fā)生的脫落,從而減小質(zhì)量的損失。

3.5.2強(qiáng)度損失

圖12給出了抗壓強(qiáng)度損失率隨纖維摻量變化規(guī)律。由表5、圖12可知：試件抗壓強(qiáng)度損失率隨纖維摻量的增加逐漸減小;當(dāng)纖維摻量為0%時(shí),隨著EPS摻量的增加,抗壓強(qiáng)度損失率分別為20.46%、20.0%、17.5%、17.5%,抗壓強(qiáng)度變化率大致維持在同一水平;當(dāng)纖維摻量為1%、2%、3%時(shí),試件的抗壓強(qiáng)度損失率分別為13.08%～18.33%、11.0%～15.01%、6.25%～12.31%。其中,E1.1Y0的抗壓強(qiáng)度損失率最大,為20.46%,E1.4Y3的最小,為6.25%。

圖12 抗壓強(qiáng)度損失率Fig.12 Loss rates of compressive strength

圖13給出了抗折強(qiáng)度損失率隨玉米皮纖維摻量變化規(guī)律?？梢?與抗壓強(qiáng)度類似,隨著纖維摻量的增加,抗折強(qiáng)度損失率是逐漸減小的。在EPS水泥基中添加纖維能夠在一定程度上減少抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度的損失。其中,E1.1Y0的抗折強(qiáng)度損失率最大,為18.92%,E1.3Y3的最小,為3.21%。

圖13 抗折強(qiáng)度損失率Fig.13 Loss rates of flexural strength

圖14為EPS水泥基復(fù)合材料劈裂抗拉強(qiáng)度損失率。可見,隨著玉米皮纖維摻量的增加,水泥基復(fù)合材料的劈裂抗拉強(qiáng)度的損失率整體上呈下降的趨勢。隨著玉米皮纖維摻量的增加,當(dāng)EPS摻量為1.1%、1.2%、1.3%、1.4%時(shí),EPS水泥基復(fù)合材料的劈裂抗拉強(qiáng)度的損失率分別為8.05%～16.09%、5.06%～18.2%、5.62%～15.96%、3.96%～17.2%。其中,E1.2Y0的劈裂抗拉強(qiáng)度的損失率最大,為18.2%,試件E1.4Y3的最小,為3.96%。當(dāng)EPS摻量一定時(shí),劈裂抗拉強(qiáng)度的損失率變化較大,但隨著纖維的加入能夠更好地減小強(qiáng)度的損失。這種改善與纖維吸收張力的能力有關(guān),植物纖維可以使凍融循環(huán)過程中產(chǎn)生的張力均勻分布,從而提高了抗凍性能[26]。

圖14 劈裂抗拉強(qiáng)度損失率Fig.14 Loss rates of splitting tensile strength

3.6 掃描電子顯微鏡(SEM)分析

圖15為EPS水泥基復(fù)合材料SEM圖像,其中圖15a為沒有添加玉米皮纖維時(shí)的聚苯乙烯泡沫(EPS)顆粒與水泥基體連接界面掃描圖像。從圖中可以看出EPS顆粒表面為蜂窩狀結(jié)構(gòu),在受壓過程中能夠更好的承受變形。圖15b為圖15a的局部放大,從這兩張圖可以看出EPS顆粒與水泥基體之間黏結(jié)充分,沒有明顯縫隙,說明EPS顆粒與水泥基兩者之間能夠很好地協(xié)同工作。

a—未加纖維水泥基與EPS顆粒界面;b—放大后的未加纖維局部圖;c—添加纖維的纖維與水泥基體界面;d—添加纖維的EPS與水泥基體界面。圖15 EPS水泥基復(fù)合材料SEM圖像Fig.15 SEM images of EPS cement-based composites

圖15c為添加玉米皮纖維之后纖維與水泥基連接界面,圖15d為添加纖維之后EPS顆粒與水泥基連接界面。從圖15d中可以看出,當(dāng)添加纖維之后,并沒有破壞EPS顆粒與水泥基體之間的接觸,兩者之間依然黏結(jié)充分;從圖15c中可以看出添加的玉米皮纖維與水泥基體之間黏結(jié)良好,纖維表面粗糙,當(dāng)發(fā)生抗拉破壞時(shí)能夠抵抗受拉變形。玉米皮纖維在經(jīng)過改性之后表面粗糙,并且有褶皺紋理,這一現(xiàn)象大大增大了纖維與水泥基的黏結(jié)力[27];并且從圖中可以看出當(dāng)EPS水泥基復(fù)合材料發(fā)生破壞時(shí),玉米皮纖維沿著纖維橫截面方向斷裂,這種破壞方式也充分利用了纖維的抗拉強(qiáng)度,為EPS水泥基復(fù)合材料在抗裂拉伸方向提供了強(qiáng)度。但是由于EPS水泥基材料本身膠凝材料體積占比較小,當(dāng)纖維摻量過多時(shí)會(huì)造成纖維在水泥基體中分布方向不同;并且纖維摻量過多的試件在進(jìn)行抗折試驗(yàn)之前產(chǎn)生容易產(chǎn)生微裂紋,這也會(huì)影響試件的抗折強(qiáng)度[28]。

4 結(jié)束語

1)EPS水泥基復(fù)合材料的密度隨著玉米皮纖維摻量的增加而減小,試件密度在300.46～390.76 kg/m3;EPS水泥基復(fù)合材料的吸水率隨著纖維摻量的增加而增大,吸水率在19.66%～45.04%。

2)水泥基復(fù)合材料抗壓強(qiáng)度隨著玉米皮纖維摻量和EPS顆粒摻量的增加而降低,抗壓強(qiáng)度最高為2.2 MPa,最低為0.8 MPa;隨著玉米皮纖維摻量和EPS顆粒摻量的增加,抗折強(qiáng)度先增高后降低,其中最佳摻量為2%玉米皮纖維和1.3%EPS顆粒,抗折強(qiáng)度最高為1.2 MPa;劈裂抗拉強(qiáng)度隨著玉米皮纖維摻量的增加而增高,隨著EPS顆粒摻量的增加而降低,當(dāng)EPS顆粒摻量為1.1%、玉米皮纖維摻量為3%時(shí)的劈裂抗拉強(qiáng)度最大,為1.1 MPa。

3)添加玉米皮纖維能夠在一定程度地上提高EPS水泥基復(fù)合材料的抗凍性能。30次標(biāo)準(zhǔn)凍融循環(huán)下,玉米皮纖維摻量的增加能夠有效減少復(fù)合材料的質(zhì)量損失。其中質(zhì)量損失率最小為2.9%;EPS水泥基復(fù)合材料的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度和劈裂抗拉強(qiáng)度的損失率均隨著玉米皮纖維摻量的增加而減小。

4)通過掃描電子顯微鏡(SEM)分析,在沒有添加玉米皮纖維之前,EPS水泥基復(fù)合材料中EPS顆粒與水泥基體之間黏結(jié)充分;添加玉米皮纖維之后,EPS顆粒、玉米皮纖維與水泥基體之間依然連接充分,粗糙的纖維表面能夠更好地使三者之間協(xié)同工作。