Appl. Sci.：電紡納米纖維添加劑對硬化水泥漿力學性能的影響

DOI:10.3390/app10217504

本文對電紡納米纖維共混膠結材料力學性能增強機理進行了探討。在硅酸鹽水泥中引入了四種類型的電紡納米纖維（NFs）：尼龍66納米纖維，原硅酸四乙酯/聚乙烯吡咯烷酮納米纖維（TEOS/PVP），含碳納米管（CNTs）和尼龍66的雜化納米纖維，以及含碳納米管和TEOS/PVP的雜化納米纖維（CNTs-TEOS/PVP NFs）。力學強度測試結果表明，當將TEOS/PVP納米纖維與含碳納米管和TEOS/PVP的雜化納米纖維分別添加到漿體中時，其抗壓強度分別提高了27.3％和33.4％。另外，當將尼龍66納米纖維與含碳納米管和尼龍66的雜化納米纖維分別添加到漿體中時，其抗張強度增加了25.7％和54.3％。當漿體與CNTs-TEOS/PVP NFs混合時可獲得高達61.7％的韌性。掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和熱重分析結果闡明了改性漿體微觀結構的變化，以及電紡納米纖維共混膠結材料力學性能的增強機理。

圖1.靜電紡絲設備。OPC：普通硅酸鹽水泥。

圖2.用于機械強度測試的樣品：（a）型煤試樣；（b）立方試樣。

圖3.28天力學性能：（a）28天應力-應變曲線；（b）28天抗壓強度結果；（c）28天韌性結果；（d）28天抗拉強度結果

圖4.含電紡納米纖維的硬化水泥漿的微觀結構：（a）含N66 NFs的漿體；（b）含CNTs-N66 NFs的漿體；（c）含TEOS/PVP NFs的漿體；（d）含CNTs-TEOS/PVP NFs的漿體。

圖5.電紡納米纖維在水合水泥漿中的橋接和填充機理。

圖6.電紡納米纖維的TEM圖像：（a）含CNTs和尼龍66的雜化納米纖維；（b）含CNTs和TEOS/PVP的雜化納米纖維。

圖7.水合水泥漿的衍生熱重（DTG）曲線。

圖8.水合水泥漿的TGA曲線。