矿渣基地聚物杉木纤维复合材料是以矿渣作为凝胶材料,植物纤维作为增强增韧填充材料的新型环保的建筑材料,具有高强度、耐火、耐高温、耐水浸泡、抗冻性能好、隔音、保温等优秀性能,可应用作天花板、防火材料、保温材料、隔音材料、建筑基层等领域。正因为地质聚合物植物纤维复合材料拥有各种优点,因此受到国内外研究人员的高度关注,致使近年来地质聚合物植物纤维复合材料研究技术及发展迅速,同时国家也重视及极力推崇新型材料的发展及应用。本文研究了以矿渣作为胶凝材料,植物纤维作为增强增韧填充材料,改性市售水玻璃作为激发剂,制得矿渣基地质聚合物基植物纤维复合材料。测试矿渣与植物纤维复合的水化特性,择选出合适的植物纤维,用于制备矿渣基地聚物植物纤维复合材料;探究其力学性能,优化制备参数;测试其耐水性及抗冻性;测试其FTIR,探究植物纤维掺入对聚合的影响;进行热重分析,探究其耐高温性能;测试其XRD,探究其晶相变化;借助SEM,探究矿渣基地聚物植物纤维复合材料的增强机理。得出结论:1、通过实验探究可知植物纤维目数大小为20~40目,尺寸为0.425mm~0.850mm,对矿渣基地聚物植物纤维复合材料的增强增韧效果最佳。2、通过探究矿渣与杉木木屑、稻谷秸秆、剑麻纤维、毛竹纤维、甘蔗渣、木薯秸秆、桉树木屑、春杨木木屑、玉米秸秆、花生壳、高粱秸秆、稻谷壳等12种植物纤维水化特性分析,以达到最高水化温度、达到最高水化温度所需时间、相适性、阻凝系数及力学性能等进行综合评价,从整体上说明木质纤维及硬质纤维比较适合与矿渣基地聚物复合,制备复合材料,其中杉木纤维与矿渣基地聚物制备的矿渣基聚合物植物纤维复合材料强度最高为12.53MPa,其他数据分别为:Tmax为38.9℃、t为93min、CA为95.82%、I为0.1793%。3、通过设计正交试验L16(43)及单因素验证,也对其他因素的影响做探究,得到制备矿渣基聚合物植物纤维复合材料的最优参数为:水玻璃模数为1.9、水胶比为0.4、植物纤维含量为13%、养护温度为60℃、养护时间为28天、水玻璃固含量为36%,最优参数下测试其密度及力学性能,其中密度为1.68g/cm3,抗折强度为14.90MPa、内结合强度为4.09MPa、握螺钉力3480N。通过矿渣基地聚物植物纤维复合材料的耐水浸泡实验得出,吸水率为10.55%,吸水膨胀率为0.12%,吸水前后强度分别为13.02MPa、11.87MPa,强度损失率为8.83%,均超过水泥刨花板国家标准(GB/T 24312-2009)的优等品要求。通过冻融循环探究可知,冻融前后矿渣基地聚物植物纤维复合材料外观无变化,通过SEM观察,冻融前后基体及基体与植物纤维界面,并没发现明显的裂纹及脱离现象。4、偏高岭土掺杂对矿渣基地聚物植物纤维复合材料性能影响的实验,通过设计正交试验L16(45)及单因素验证探究制备偏高岭土-矿渣基地聚物植物纤维复合材料,得出制备的最优参数为:偏矿比为2:8、水玻璃模数为1.9、水胶比为0.4、植物纤维含量为13%,养护温度为60℃、最优参数下测试力学性能,其中静曲强度为16.26MPa,较矿渣基地质聚合物植物纤维复合材料强度14.90MPa高出1.36MPa,密度为1.42g/cm3,较之矿渣基地质聚合物植物纤维复合材料的密度1.68g/cm3降低了0.26g/cm3,内结合强度及握螺钉力有所降低,分别为3.20MPa、2618N。通过对偏高岭土-矿渣基地聚物植物纤维复合材料的耐水浸泡实验得出,吸水率为18.30%,吸水膨胀率为0.53%,吸水前后强度分别为14.75MPa、10.17MPa,强度损失率为31.05%,均超过水泥刨花板国家标准(GB/T 24312-2009)的优等品要求。通过冻融循环实验可知,冻融前后偏高岭土-矿渣基地质聚合物植物纤维复合材料外观无变化,通过SEM观察,冻融前后基体及基体与植物纤维界面,并没发现明显的裂纹及脱离现象。5、通过红外光谱、XRD测试分析测试可得,发现植物纤维的加入对地聚物复合材料的聚合反应机理并无影响,并未生成新的键,同时在XRD分析中也并无发现新的晶相。6、通过TG分析可知,矿渣基地质聚合物植物纤维复合材料和偏高岭土-矿渣基地聚物植物纤维复合材料具有较强的耐高温性能,在250℃左右,植物纤维材开始碳化及结晶水的失去,而到了650℃左右基体凝胶脱水。