石膏是一种传统的气硬性无机胶凝材料,在装饰、墙体以及保温、防火、吸声等领域得到了广泛的应用。但其抗拉强度及抗冲击性能较低,易碎及防水性能差等缺点限制了其使用范围。为了改善石膏的性能,人们用增强和填充的方法,研究成功了石膏复合材料,扩大了其使用范围。因为纤维具有的较大的拉伸强度和断裂韧性,在纤维增强石膏基复合材料受力时,石膏复合材料中的纤维可吸收较大的能量,抑制石膏基体的微裂纹扩展,使其强度提高。玻璃纤维的化学稳定性好,且价格低廉来源广泛。不同成分的玻璃纤维对水、酸和弱碱的化学稳定性较好;机械强度高,弹性模量大,电绝缘性好;吸湿性小,具有较好的保温隔热性,吸声性能优良。因此玻璃纤维增强石膏复合材料具有更好的推广应用前景。本文研究内容包括:采用不同的掺加工艺,研究其对玻璃纤维在石膏基复合材料的分散性的影响,研究了相应的复合材料性能;采取不同的改性方法对玻璃纤维进行表面处理,研究相应的复合材料性能,并探讨了界面结合机理;在得到较好的掺加工艺和改性方法的基础上,研究了玻璃纤维的掺量对石膏基复合材料的物理力学性能的影响;研究了各种外加剂对石膏复合材料性能的影响;研究玻璃纤维石膏复合材料的微观结构,探讨了增强机理。实验研究表明,先将玻璃纤维和石膏干拌再加水湿拌的掺加工艺效果理想,玻璃纤维的工艺参数最佳值为:纤维长度为15mm,掺加量为1.5%时,可使石膏复合材料的抗折强度提高36.8%,抗压强度降低了8.53%。界面牢固结合时表征复合材料性能的一个重要方面,因此需要对玻璃纤维进行表面处理,优化增强体与基体的界面粘结度。玻璃纤维经过热处理、酸处理以及硅烷偶联剂处理后,改善了玻璃纤维表面的粗糙度,提高了玻璃纤维与石膏基体的界面粘结强度,这对于复合材料性能的提高非常有利。经过表面处理的纤维复合材料的力学性能和耐水性能都有提高。现实中石膏的拌和需水量远远高于理论值,过多水分的加入直接影响复合材料的力学性能,我们加入了减水剂来解决这一问题。萘系减水剂和多羧酸系减水剂减水效果比较明显,并使复合材料的力学性能大幅度提高。但是二者的减水作用机理并不相同。石膏遇水快速凝结硬化,而缓凝剂的加入可以满足石膏对不同施工方面的要求。分别研究柠檬酸和骨胶对复合材料的缓凝效果,二者都不同程度的引起复合材料强度的降低。二者的作用机理也存在不同之处。探讨玻璃纤维的增强机理,玻璃纤维的加入可以有效地阻止或阻碍裂纹的发展,缓解裂纹尖端的应力集中现象,减少裂缝源的数量,提高复合材料的性能;改性后的玻璃纤维与石膏基体具有良好的界面结合,对材料的力学性能非常有利;当玻璃纤维掺加量过大或长度过长时,会产生结团现象,在石膏基体内部产生缺陷,使玻璃纤维不能充分发挥其增强作用。在石膏复合材料中掺入玻璃纤维,可以改善复合材料的抗折、抗压、等力学性能。纤维的表面处理和掺加工艺以及外加剂的掺加,都会显著影响复合材料的性能。