麦秸石膏复合材料力学性能和抗火性能研究

摘要：

为提高麦秸利用率,增强石膏板力学性能,改善现有木基石膏板的抗火性能,试验以粒径分别为 0.30～0.60 和0.18～0.30 mm的粗、细2种麦秸纤维为增强相,以建筑石膏为连续相,采用复合常温固化型结构胶粘剂代替添加石膏缓凝剂的传统方式,提出了麦秸石膏复合材料初步成型和加湿增强的两步法制备工艺,并与杉木纤维和杉木刨花石膏复合材料的力学性能和抗火性能进行对比.结果表明,细麦秸纤维石膏复合材料的物理力学性能优于粗麦秸纤维石膏复合材料,其内结合强度、静曲强度、弹性模量和吸水厚度膨胀率分别为0.33 MPa、7.1 MPa、2370 MPa和2.82%,满足《LY/T 1598-2011石膏刨花板》标准的要求.由于麦秸本身具有较低的导热系数和较高的灰分含量,麦秸石膏复合材料具有较杉木石膏复合材料更优的抗火性能,其点燃时间较杉木纤维石膏复合材料高,无明显热释放速率峰值.与杉木纤维石膏材料和杉木刨花石膏材料相比,细麦秸纤维石膏复合材料的总热释放量分别低48.18%和35.87%,CO2生成速率主峰分别低42.25%和38.81%,CO生成速率主峰相近,残重率略高.试件残照表明麦秸石膏复合材料试件燃烧后外观形貌更完整,炭化程度减轻.通过扫描电镜发现,麦秸纤维的外表面较光滑,石膏主要吸附在麦秸的内表面,较小纤维单元有利于增加石膏与麦秸内表面的接触面积.因此,从微观上说明了细麦秸纤维石膏复合材料的力学性能较高的原因.麦秸秆光滑的外表面几乎充满 SiO2,这也说明了麦秸石膏复合材料有较好抗火性能的原因.研究可为石膏基复合材料的功能提升和麦秸石膏复合材料产品的工程应用提供参考.

关键词：复合材料、物理性能、力学性能、麦秸、杉木、制备工艺、抗火性能

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分类号：S216.2;TB332(农业动力、农村能源)

资助基金：聚合物分子工程国家重点实验室开放研究课题K2019-22;江苏省建筑产业现代化专项引导资金科技支撑项目苏财建[2016]226号-12

在线出版日期：2019-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：309-317