天然纤维增强地质聚合物和水泥基复合材料综述

玛法 ·阿, 耶路 撒冷, 朱迪 思·, 丹尼 尔·, 阿尔 多·
弗莱堡大学

摘要

在建筑和工业应用中使用生态材料有助于最大限度地减少新技术对环境的影响。在这种情况下，水泥和地
质聚合物行业正在考虑将天然纤维作为开发复合材料的可持续增强材料。天然纤维是可再生、可生物降解和无毒的，
与合成纤维对应物相比，它们表现出有吸引力的机械性能。然而，它们的亲水特性使它们容易受到大量水分吸收的
影响，从而导致与基体的润湿性差并削弱纤维-基体界面。因此，对天然纤维进行改性和功能化策略以调整界面性
能并提高水泥和地质聚合物基复合材料的耐久性和机械性能变得非常重要。本文介绍了对天然纤维进行的物理、化
学和生物预处理、它们的结果以及对水泥和地质聚合物复合材料的纤维-基体界面的影响。此外，还讨论了用于此
类复合材料的天然纤维的降解机制。本次审查以总结性评论和建议作为结束，这些建议将通过在该领域的进一步深
入研究来解决。

关键词

地质聚合物；纤维；复合材料；界面相；表面处理

参考

[1]Biagiotti J., Puglia D., Kenny J.M. A review on natural

fiber-based composites-part I: Structure, processing and

properties of vegetable fibers. J. Nat. Fibers. 2004;1:37–68.

doi: 10.1300/J395v01n02_04.

[2]Toniolo N., Boccaccini A.R. Fly ash-based

geopolymers containing added silicate waste. A review.

Ceram. Int. 2017;43:14545–14551. doi: 10.1016/

j.ceramint.2017.07.221.

[3]Davidovits J. Geopolymer, Green Chemistry and

Sustainable Development Solutions: Proceedings of the World

Congress Geopolymer 2005. Geopolym. Inst. 2005;1:9–15.

[4]Korniejenko K., Frączek E., Pytlak E., Adamski M.

Mechanical Properties of Geopolymer Composites Reinforced

with Natural Fibers. Procedia Eng. 2016;151:388–393. doi:

10.1016/j.proeng.2016.07.395.

[5]Alomayri T., Low I. Synthesis and characterization of

mechanical properties in cotton fiber-reinforced geopolymer

composites. J. Asian Ceram. Soc. 2013;1:30–34. doi: 10.1016/

j.jascer.2013.01.002.

[6]Zollo R.F. Fiber-reinforced concrete: An overview

after 30 years of development. Cem. Concr. Compos.

1997;19:107–122. doi: 10.1016/S0958-9465(96)00046-7.

[7]Foti D. Use of recycled waste pet bottles fibers for the

reinforcement of concrete. Compos. Struct. 2013;96:396–404.

doi: 10.1016/j.compstruct.2012.09.019.

[8]Khan M., Ali M. Use of glass and nylon fibers in

concrete for controlling early age micro cracking in bridge

decks. Constr. Build. Mater. 2016;125:800–808. doi:

10.1016/j.conbuildmat.2016.08.111.

[9]Balaguru P., Ramakrishnan V. Properties of lightweight

fiber reinforced concrete. Spec. Publ. 1987;105:305–322.

[10]Merli R., Preziosi M., Acampora A., Lucchetti

M.C., Petrucci E. Recycled fibers in reinforced concrete: A

systematic literature review. J. Clean. Prod. 2020;248:119207.

doi: 10.1016/j.jclepro.2019.119207.