聚丙烯工程纖維物理力學(xué)性能探討

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1、聚丙烯工程纖維物理力學(xué)性能探討2010年5月12日?中國纖檢　　摘要：為探討聚丙烯纖維的物理力學(xué)性能，對實驗室2005～2008四年時間內(nèi)檢測的近200個聚丙烯纖維樣品物理指標(biāo)進行分析，并與國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21120—2007《水泥混凝土和砂漿用合成纖維》和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T525－2004《公路水泥混凝土纖維材料?聚丙烯纖維和聚丙烯氰纖維》比較，發(fā)現(xiàn)我國聚丙烯工程纖維的物理力學(xué)性能基本滿足各自企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到甚至超過國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定?！　￡P(guān)鍵詞：聚丙烯纖維；物理力學(xué)性能；標(biāo)準(zhǔn)　　聚丙烯（Polyprop

2、ylene）纖維，工程上又被稱為混凝土及砂漿抗裂合成纖維（微纖維），是一種摻入聚丙烯纖維來增強或改善混凝土性能的復(fù)合材料，聚丙烯纖維混凝土能夠抑制塑性收縮裂縫、顯著提高混凝土的抗沖擊性能、抗松散性、抗?jié)B性，抗拉、抗折彎強度和彎曲疲勞性能。因而聚丙烯纖維混凝土在高層建筑的地下室、污水處理廠的污水池、港區(qū)路面、高速公路路面、碼頭貨物料場以及地下洞室、護坡等工程中得到了廣泛的應(yīng)用，并收到了良好的效果[1～4]?！　±w維砂漿、混凝土的質(zhì)量和聚丙烯纖維產(chǎn)品的質(zhì)量息息相關(guān)，纖維的品質(zhì)直接決定纖維的性能。目前國內(nèi)對聚丙烯纖維產(chǎn)

3、品品質(zhì)評定的檢驗標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個：國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21120—2007《水泥混凝土和砂漿用合成纖維》和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T525－2004《公路水泥混凝土纖維材料?聚丙烯纖維和聚丙烯氰纖維》，這兩個標(biāo)準(zhǔn)是目前水泥混凝土和砂漿用合成纖維方面，行業(yè)內(nèi)所擁有的最新、最權(quán)威的檢測依據(jù)，但并沒有得到廣泛的應(yīng)用，各生產(chǎn)廠家多采用本企業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對生產(chǎn)的聚丙烯纖維進行檢測。檢測標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一給聚丙烯纖維性能的研究帶來一定的困擾，給產(chǎn)品性能的橫向評估帶來一定的困難?！　樘接懢郾├w維的物理力學(xué)性能，本文通過對我們實驗室2005年～20

4、08年四年時間內(nèi)檢測的近200個聚丙烯纖維樣品物理性能指標(biāo)進行分析，并與國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21120-2007《水泥混凝土和砂漿用合成纖維》和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T525－2004《公路水泥混凝土纖維材料?聚丙烯纖維和聚丙烯氰纖維》進行比較，總結(jié)聚丙烯纖維的物理力學(xué)性能，為同行參考?！　?聚丙烯工程纖維的外觀與應(yīng)用　　改善混凝土性能的聚丙烯纖維目前主要有束狀單絲聚丙烯纖維和網(wǎng)狀聚丙烯纖維兩種[5-6]。　　單絲聚丙烯是一種高強聚丙烯束狀單絲纖維，經(jīng)特殊的表面處理技術(shù)，確保了纖維在混凝土中具有極佳的分散性及與水泥機體的握裹

5、力。聚丙烯單絲纖維習(xí)慣又稱單絲聚丙烯防裂纖維、建材纖維、建筑纖維。聚丙烯網(wǎng)狀纖維簡稱纖維網(wǎng)，是以聚丙稀為原料，通過特殊工藝加工制造而成。聚丙烯網(wǎng)狀纖維又習(xí)慣稱：網(wǎng)狀聚丙烯纖維、網(wǎng)狀纖維、聚丙烯纖維網(wǎng)、纖維網(wǎng)、抗裂纖維、建筑抗裂纖維、工程纖維、工程塑料纖維。圖1分別是單絲聚丙烯纖維和網(wǎng)狀聚丙烯纖維的外觀形態(tài)。圖1聚丙烯纖維的形狀　　由圖1可以看出，單絲聚丙烯纖維和網(wǎng)狀聚丙烯纖維的外觀形態(tài)不同，導(dǎo)致其理化性能不完全相同，用途也不完全相同。單絲聚丙烯纖維可有效地控制混凝土、砂漿塑性收縮、干縮、溫度變化等因素引起的微裂紋

6、，防止及抑制混凝土原生裂縫的形成和發(fā)展，大大改善混凝土、砂漿的防裂抗?jié)B性能、抗沖磨性能，增加混凝土的韌性，從而提高混凝土的使用壽命，是一種性能卓越的混凝土、砂漿抗裂防滲材料[7～10]。網(wǎng)狀聚丙烯纖維為多根纖維單絲相互交連而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)網(wǎng)狀纖維投入到砼中后，在砼攪拌過程中，纖維單絲間的橫向連接可經(jīng)砼自身的揉搓和磨擦的作用而阻止形成纖維單絲或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)充分張開，從而實現(xiàn)數(shù)量眾多的聚丙稀纖維單絲起到防裂的效果。作為一種新型的砼用防裂纖維,聚丙烯纖維正成為繼玻璃纖維，鋼纖維后纖維砼界研究和應(yīng)用的熱點[11～14]。2

7、聚丙烯纖維的物理性能　　纖維的品質(zhì)指標(biāo)，是決定纖維性能的重要參數(shù)?，F(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)體系主要包含一類是表征聚丙烯材料本身特性的指標(biāo)。例如：比重、熔點、燃點、抗酸堿性、導(dǎo)熱性、吸水性、安全性、抗低溫性。另一類是表征纖維產(chǎn)品特性的指標(biāo)。例如：抗拉強度、彈性模量、斷裂伸長率以及親水性、分散性等。但不同種類和不同用途的纖維，所要考核的具體項目不同，斷裂強度、斷裂伸長率和楊氏模量等力學(xué)性能是聚丙烯纖維的必測項目，是評定纖維品質(zhì)的主要項目。以國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T21120—2007和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T525－2

8、004為評定依據(jù)，以斷裂強度、斷裂伸長率和楊氏模量品質(zhì)指標(biāo)為研究對象，考察目前國內(nèi)混凝土專用聚丙烯纖維的力學(xué)性能要求。　　GB/T21120—2007規(guī)定：水泥混凝土和砂漿用合成纖維按其用途可分為用于混凝土的防裂抗裂纖維（代號HF）和增韌纖維（代號HZ）、用于砂漿的防裂抗裂纖維（代號SF）等，JT/T525－2004規(guī)定：聚丙烯纖維分為聚丙烯單絲纖維和聚丙烯網(wǎng)狀纖維。其具