玄武岩纤维耐碱检测

玄武岩纤维作为无机非金属材料，其耐碱性能直接影响在混凝土、建筑加固等碱性环境中的服役寿命。

耐碱检测通过模拟实际应用场景，评估纤维在强碱溶液中的强度保持率与微观结构稳定性，为工程选材与耐久性设计提供依据。

检测前样品预处理

纤维制备：将玄武岩纤维纱线剪成 50mm 长度，梳理成平行束状，避免纠缠；若测试织物，需裁剪成 5cm×5cm 方块，去除毛边；

碱溶液配制：按 GB/T 21120-2007 标准，制备 pH=12.5 的 NaOH 溶液（浓度约 0.03mol/L），或模拟混凝土孔隙液（NaOH 与 KOH 混合液，OH⁻浓度 1mol/L）；

预处理要点：样品需经去离子水超声清洗（10min），干燥箱（105℃，2h）去除表面杂质，避免油污影响碱腐蚀均匀性。

核心检测方法与流程

浸泡加速老化试验

试验条件：

温度控制：80℃恒温水浴（加速反应速率，模拟湿热环境）；

时间梯度：设置 1d、3d、7d、14d、28d 等测试节点，定期取样；

强度测试：浸泡后样品用去离子水冲洗 3 次，室温晾干，通过电子万能试验机测拉伸强度（夹持长度 20mm，拉伸速度 5mm/min），计算耐碱强度保持率（初始强度 ×100%）。

微观结构表征

扫描电镜（SEM）观察：对比浸泡前后纤维表面形貌，耐碱纤维应无明显沟壑或剥落（劣质纤维碱腐蚀后表面出现直径 1-5μm 的孔洞）；

X 射线衍射（XRD）分析：检测晶体结构变化，玄武岩纤维主晶相为辉石（CaMgSi₂O₆），耐碱处理后若出现方解石（CaCO₃）衍射峰（2θ=29.4°），表明发生碳酸化腐蚀。

质量损失率测定

称量浸泡前后样品质量（精度 0.1mg），计算质量损失率：

公式逻辑：质量损失源于纤维中可溶性组分（如 Na₂O、K₂O）溶出，优质玄武岩纤维 28d 损失率应＜1.5%，劣质纤维可达 5% 以上。

检测影响因素控制

纤维表面处理：经偶联剂（如硅烷）改性的纤维，耐碱性能提升 30%-50%，需区分原丝与表面处理丝的检测差异；

溶液离子浓度：Cl⁻（如 1000ppm NaCl）会加剧纤维孔蚀，检测时需明确溶液成分是否含杂离子；

温度均匀性：水浴槽温差应＜±0.5℃，避免局部过热导致腐蚀速率不一致，影响数据重复性。

结果评估与应用标准

工程分级：

Ⅰ 级耐碱纤维：28d 强度保持率＞85%，适用于海洋工程、地下管道等强碱性环境；

Ⅱ 级耐碱纤维：保持率 70%-85%，可用于普通混凝土增强；

国际参考：欧盟标准 ETAG 033-1 要求纤维在 1mol/L NaOH 溶液（23℃，28d）中强度保持率≥75%；

寿命预测：通过 Arrhenius 方程（反应速率与温度关系），可由加速试验数据外推纤维在常温下的实际服役寿命（如 80℃浸泡 28d 等效于常温 5 年）。

如需补充玄武岩纤维与玻璃纤维耐碱性能对比、耐碱涂层对纤维保护效果测试，或电化学阻抗谱（EIS）在碱腐蚀过程中的实时监测方法，可进一步说明需求。