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GRC氧化锆与耐碱性
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GRC氧化锆与耐碱性

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GRC氧化锆与耐碱性

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GRC为什么必须使用含有氧化锆的耐碱玻璃纤维?

水泥按矿物成分分类,可分为硅盐酸系列水泥、铝酸盐系列水泥和硫铝酸盐系列水泥。其中应用最为普遍的是硅盐酸系列水泥。世界各国GRC制品大都使用硅盐酸系列水泥。

      硅盐酸水泥主要成分是硅酸钙,在与水泥进行化学反应后生成水泥石,含有大约25%的碱性物质氢氧化钙Ca(OH)2。氢氧化钙与玻璃纤维的主要成分二氧化硅(SiO2)会发生不可逆转的反应,生成强度大大低于二氧化硅的水化硅酸钙,从而使玻璃纤维的强度大大降低,失去对水泥的增强作用。所以,普通玻璃纤维用在水泥基材料中是不耐久的。

    中国许多GRC产品使用低碱度硫铝酸盐水泥。硫铝酸盐水泥在水化反应中生成的Ca(OH)2要比硅酸盐水泥少,而这些Ca(OH)2还会与水泥中的其他物质进行二次反应,使水泥石内的Ca(OH)2的最终生成量进一步减少。但是减少不等于没有,Ca(OH)2对玻璃纤维的侵蚀还是存在的,只不过有所削弱罢了。因此,无论使用什么类型的水泥,玻璃纤维都必须是耐碱的。

    耐碱玻璃纤维的耐碱性是通过氧化锆ZrO2和二氧化钛TiO?实现的。达到一定含量的氧化锆和二氧化钛在玻璃纤维表面与“入侵”的氢氧化钙中的OH根“结合”,一方面削弱了氢氧化钙,一方面形成了玻璃纤维的保护膜,阻延Ca(OH)2SiO2反应,从而降低了Ca(OH)2对玻璃纤维的侵蚀强度与速度,保护了玻璃纤维的结构与强度。

     玻璃纤维中的氧化锆含量是玻璃纤维耐碱性的最重要指标。氧化锆有难熔和使玻璃黏度增加的特点,增加其含量会大大增加制造玻璃纤维的工艺难度和制作成本,锆原料本身也很贵,因此,含氧化锆的耐碱玻璃纤维在价格上远远高于普通玻璃纤维。

    在制作玻璃纤维的过程中,在单丝表面涂覆耐碱性好的高分子偶联剂、浸润剂,在进一步的加工过程中涂覆高耐久性的高分子合成材料,也有助于提高玻璃纤维的耐碱性。但这仅仅是辅助措施。玻璃纤维耐碱性的根本还在于氧化锆(包含二氧化钛)。

    玻璃纤维的耐碱性可以通过不同的方法测定。测试强度保留率是一个常用的办法:

    将玻璃纤维放在100℃的Ca(OH)2饱和溶液中浸泡4H后,测试单丝断裂强度的保留率不小于75%

       一般情况下,在GRC使用低碱水泥时,也就是硫铝酸盐水泥时,可以使用低氧锆玻璃纤维,即氧化锆ZrO2含量大于等于14.0%;和氧化锆ZrO2与二氧化钛TiO?合量大于等于19.2%的耐碱玻璃纤维;当GRC使用硅盐酸水泥或白水泥时,应当使用高锆玻璃纤维,即氧化锆ZrO2含量大于等于16.0%的耐碱玻璃纤维。

 

       作者:美砼建材

       来源:www.meitongjc.com

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