DOI:10.3390/app10217504

本文对电纺纳米纤维共混胶结材料力学性能增强机理进行了探讨。在硅酸盐水泥中引入了四种类型的电纺纳米纤维（NFs）：尼龙66纳米纤维，原硅酸四乙酯/聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维（TEOS/PVP），含碳纳米管（CNTs）和尼龙66的杂化纳米纤维，以及含碳纳米管和TEOS/PVP的杂化纳米纤维（CNTs-TEOS/PVP NFs）。力学强度测试结果表明，当将TEOS/PVP纳米纤维与含碳纳米管和TEOS/PVP的杂化纳米纤维分别添加到浆体中时，其抗压强度分别提高了27.3％和33.4％。另外，当将尼龙66纳米纤维与含碳纳米管和尼龙66的杂化纳米纤维分别添加到浆体中时，其抗张强度增加了25.7％和54.3％。当浆体与CNTs-TEOS/PVP NFs混合时可获得高达61.7％的韧性。扫描电子显微镜、透射电子显微镜和热重分析结果阐明了改性浆体微观结构的变化，以及电纺纳米纤维共混胶结材料力学性能的增强机理。

图1.静电纺丝设备。OPC：普通硅酸盐水泥。

图2.用于机械强度测试的样品：（a）型煤试样；（b）立方试样。

图3.28天力学性能：（a）28天应力-应变曲线；（b）28天抗压强度结果；（c）28天韧性结果；（d）28天抗拉强度结果

图4.含电纺纳米纤维的硬化水泥浆的微观结构：（a）含N66 NFs的浆体；（b）含CNTs-N66 NFs的浆体；（c）含TEOS/PVP NFs的浆体；（d）含CNTs-TEOS/PVP NFs的浆体。

图5.电纺纳米纤维在水合水泥浆中的桥接和填充机理。

图6.电纺纳米纤维的TEM图像：（a）含CNTs和尼龙66的杂化纳米纤维；（b）含CNTs和TEOS/PVP的杂化纳米纤维。

图7.水合水泥浆的衍生热重（DTG）曲线。

图8.水合水泥浆的TGA曲线。