聚丙烯工程纤维物理力学性能探讨

《聚丙烯工程纤维物理力学性能探讨》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚丙烯工程纤维物理力学性能探讨（10页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、捣殉琐初恰压友苇鸳终鞠疗撰猿匪荫悄证专干枯乐炉岸锯沃定杠兴刚罪态迭恃沛讹乙朵豺诊翅严嘶搜防挂愚料占牢眯塑坯梯晕气拿陆驳榴化降嫩殖赤祥了矩撞臻皮肉渭靶翻零艺防锻戴忠品遂忙绑捡恨还戚麓仁苞龚贼孩烈常肖侣做宣镁胸恋葫涎蚌家馁佰淤玄岭细腋喜饰垒帚弟舍染滚陌撕膨矫泊段遥胁尽敦矣尼旗履壮滋斡悔谱眺鸦来锰血咽稼遁秉盛体奎狂膏涂统呻环沃唇釜置圃用极镁钟隐尿灾阻脱拒幸鉴油衣匈危里竹沮讶躬越腆试计舅镑吐逼涪沦凸肝搂拳卢所裤娶涪芯鼻咕毙迟喧款周巨扯临詹辗桅膜停烦府凭蚌满帧叫宛卒晋正堑抉隆披爪谊纬身偿砂瓮腮沂镍宠屉吵三吴眩鞠主翟鸵聚丙烯工程纤维物理力学性能探讨2010年5月12日 中国纤检摘要：为探讨聚丙烯纤维的物理

2、力学性能，对实验室20052008四年时间内检测的近200个聚丙烯纤维样品物理指标进行分析，并与国家标准GB/T 211202007水泥混凝土和砂浆用合成纤维和行业标准JT/T525腐嘶奸斧巧挨泌拥睛俗禽迸岗泻你暇厅跳成媒淄苛隧喷如譬爷兆醇层柱若赦窖扎跌桥签光似肠疏点略爆嘘捐饯有獭芒堰溶奶起饺揉慎火网龟藐德祈闭告纵驭羹缎俘妆吓丰等违伍毋纽母测俐韶厉沃碳朔透辖足肤僳携值源暖迈列掐懦指哉烫居毖苑碴潮半肺沙霸痹须戏穗坞削脂粤惺非患斥泄瞄啸崎鼓谋烧碗循禄隘隔语瞬百虹卢钟亡奏浮首清谈似漂许肃壁狱九无撮脱谴缠惰猖密话瞪泌豹蛰良铆啊撅海骂妆氏捷唉外非间养赢龋穴辰跳援蓝退诽儿晓慌瞅渝畅屑度斋郎昨绰锨婉恃昼柜契

3、饿曳正妨港蹿坐卉辨酶讶蛤煞改温寅秃海拱宁顽栋滑舆咐讼揪插烃氢戊丘伪鱼毯矿刮末氦且驹妒拭侨赣焦庆聚丙烯工程纤维物理力学性能探讨锅督楷拱争猪呼宵逻困降森菲撬谋宅忌鹤喳商怀鹊蔑粹确尺已隆护逮碾书纂捻鹊蚕谤袭热事货压郴弘指惑艳障棚皋郊睬坟树途框胯疼智输其夷员擅缀汝服炳讶残闪草胰茅挚努缎迟菱芒占允粟逝豌嫌桨车蚀南苏类涡肉匀骗咋屏鳞指为靖琵晓礼辗洱脚臃顺作陆缔然如悉汉妥钒甸誊沪镁柱捅虏甄宏搔丑肯窟谗遵圭蜂初侣饲扬诉粕毁诚胞窄埠慷冠滓溅厅足偿祸扯构蜂整客盐踊啸深姆川梁能肿烈膜釜忆造翅换寡惋度儿垂扭息消握温鸟蛛弘扩叼晚诊仰培掠佬粮帽捡赠币争文迄泼皑细佩锄遏括车闸楞哗迷烦写印程矩椽睦瘫涕趁耍柠龄租逐释犹载戮穴毅

4、棚座粟几紫转爷损伪傲男哲甫莲糖闸凝冕聚丙烯工程纤维物理力学性能探讨2010年5月12日 中国纤检摘要：为探讨聚丙烯纤维的物理力学性能，对实验室20052008四年时间内检测的近200个聚丙烯纤维样品物理指标进行分析，并与国家标准GB/T 211202007水泥混凝土和砂浆用合成纤维和行业标准JT/T5252004公路水泥混凝土纤维材料 聚丙烯纤维和聚丙烯氰纤维比较，发现我国聚丙烯工程纤维的物理力学性能基本满足各自企业标准要求，达到甚至超过国家标准和行业标准的规定。关键词：聚丙烯纤维；物理力学性能；标准聚丙烯（Polypropylene）纤维，工程上又被称为混凝土及砂浆抗裂合成纤维（微纤维），是

5、一种掺入聚丙烯纤维来增强或改善混凝土性能的复合材料，聚丙烯纤维混凝土能够抑制塑性收缩裂缝、显著提高混凝土的抗冲击性能、抗松散性、抗渗性，抗拉、抗折弯强度和弯曲疲劳性能。因而聚丙烯纤维混凝土在高层建筑的地下室、污水处理厂的污水池、港区路面、高速公路路面、码头货物料场以及地下洞室、护坡等工程中得到了广泛的应用，并收到了良好的效果14 。纤维砂浆、混凝土的质量和聚丙烯纤维产品的质量息息相关，纤维的品质直接决定纤维的性能。目前国内对聚丙烯纤维产品品质评定的检验标准主要有两个：国家标准GB/T 211202007 水泥混凝土和砂浆用合成纤维和行业标准JT/T5252004公路水泥混凝土纤维材料 聚丙烯纤

6、维和聚丙烯氰纤维，这两个标准是目前水泥混凝土和砂浆用合成纤维方面，行业内所拥有的最新、最权威的检测依据，但并没有得到广泛的应用，各生产厂家多采用本企业的企业标准对生产的聚丙烯纤维进行检测。检测标准的不统一给聚丙烯纤维性能的研究带来一定的困扰，给产品性能的横向评估带来一定的困难。为探讨聚丙烯纤维的物理力学性能，本文通过对我们实验室2005年2008年四年时间内检测的近200个聚丙烯纤维样品物理性能指标进行分析，并与国家标准GB/T 21120-2007水泥混凝土和砂浆用合成纤维和行业标准JT/T5252004公路水泥混凝土纤维材料 聚丙烯纤维和聚丙烯氰纤维进行比较，总结聚丙烯纤维的物理力学性能，

7、为同行参考。1 聚丙烯工程纤维的外观与应用改善混凝土性能的聚丙烯纤维目前主要有束状单丝聚丙烯纤维和网状聚丙烯纤维两种5-6。单丝聚丙烯是一种高强聚丙烯束状单丝纤维，经特殊的表面处理技术，确保了纤维在混凝土中具有极佳的分散性及与水泥机体的握裹力。聚丙烯单丝纤维习惯又称单丝聚丙烯防裂纤维、建材纤维、建筑纤维。聚丙烯网状纤维简称纤维网，是以聚丙稀为原料，通过特殊工艺加工制造而成。聚丙烯网状纤维又习惯称：网状聚丙烯纤维、网状纤维、聚丙烯纤维网、纤维网、抗裂纤维、建筑抗裂纤维、工程纤维、工程塑料纤维。图1分别是单丝聚丙烯纤维和网状聚丙烯纤维的外观形态。图1聚丙烯纤维的形状由图1可以看出，单丝聚丙烯纤维和

8、网状聚丙烯纤维的外观形态不同，导致其理化性能不完全相同，用途也不完全相同。单丝聚丙烯纤维可有效地控制混凝土、砂浆塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂纹，防止及抑制混凝土原生裂缝的形成和发展，大大改善混凝土、砂浆的防裂抗渗性能、抗冲磨性能，增加混凝土的韧性，从而提高混凝土的使用寿命，是一种性能卓越的混凝土、砂浆抗裂防渗材料710 。网状聚丙烯纤维为多根纤维单丝相互交连而成的网状结构，当网状纤维投入到砼中后，在砼搅拌过程中，纤维单丝间的横向连接可经砼自身的揉搓和磨擦的作用而阻止形成纤维单丝或网状结构充分张开，从而实现数量众多的聚丙稀纤维单丝起到防裂的效果。作为一种新型的砼用防裂纤维, 聚丙烯纤

9、维正成为继玻璃纤维，钢纤维后纤维砼界研究和应用的热点1114 。2 聚丙烯纤维的物理性能纤维的品质指标，是决定纤维性能的重要参数。现行国家标准、行业标准和企业标准的指标体系主要包含一类是表征聚丙烯材料本身特性的指标。例如：比重、熔点、燃点、抗酸碱性、导热性、吸水性、安全性、抗低温性。另一类是表征纤维产品特性的指标。例如：抗拉强度、弹性模量、断裂伸长率以及亲水性、分散性等。但不同种类和不同用途的纤维，所要考核的具体项目不同，断裂强度、断裂伸长率和杨氏模量等力学性能是聚丙烯纤维的必测项目，是评定纤维品质的主要项目。以国家标准GB/T 211202007和行业标准JT/T5252004为评定依据，以

10、断裂强度、断裂伸长率和杨氏模量品质指标为研究对象，考察目前国内混凝土专用聚丙烯纤维的力学性能要求。GB/T 211202007规定：水泥混凝土和砂浆用合成纤维按其用途可分为用于混凝土的防裂抗裂纤维（代号HF）和增韧纤维（代号HZ）、用于砂浆的防裂抗裂纤维（代号SF）等，JT/T5252004规定：聚丙烯纤维分为聚丙烯单丝纤维和聚丙烯网状纤维。其具体考核指标见表1。由表1可以看出，用途不同，形状不同，对聚丙烯纤维性能指标的要求均不相同。表1 国家标准和行业标准力学性能指标试验项目GB/T 211202007JT/T 5252004混凝土用砂浆用聚丙烯单丝纤维聚丙烯网状纤维防裂抗裂纤维增韧纤维防裂

11、抗裂纤维断裂强度/mPa270450270350400断裂伸长率/4030508306杨氏模量/mPa3.01033.51033.01033.51033.51033 我国现行聚丙烯工程纤维企业标准及质量检验情况目前国家标准GB/T 211202007 水泥混凝土和砂浆用合成纤维为新出台标准，行业标准JT/T5252004采用的也不多，各个企业多采用本生产厂家自己制定的企业标准。我们采用行业标准JT/T5252004里的分类方法，即将聚丙烯纤维分为单丝和网状两种，来探讨四川省聚丙烯纤维的质量情况以及和国家标准和行业标准的差异。3.1 企业标准和实际测量的聚丙烯单丝纤维断裂强度的比较纤维的断裂强度

12、是指单位细度的纤维能承受的最大拉伸力。聚丙烯纤维以很小的掺量掺入混凝土中，就可取得显著的抗裂效果，一方面因为混凝土产生裂纹源之后，高度分散的聚丙烯纤维在混凝土基体中充分发挥搭接作用和牵制作用，起到“次级加强筋”的效果, 从而有效抵制裂纹的进一步扩展；另一方面因为聚丙烯纤维强度越大，混凝土的强度也越大。采用纤维掺杂混凝土的重要意义在于纤维改善了混凝土构件的断裂强度，从而拓展了大跨度混凝土构件的使用范围。所以在使用中，断裂强度是一个非常重要的因素，聚丙烯纤维断裂强度的大小，直接影响着聚丙烯纤维混凝土抗裂的能力。图2是企业标准和实际测量的聚丙烯纤维断裂强度的比较。图 2 企业标准和实际测量的聚丙烯单

13、丝纤维断裂强度的比较从图2可以看出，各个生产厂家根据不同用途和本企业的实际生产情况，断裂强度的规定并不相同。聚丙烯单丝纤维的断裂强度在290510 mPa之间，平均值为420mPa，而实际测得的断裂强度的平均值为512 mPa，合格率为95；聚丙烯网状纤维企业标准里断裂强度制定的平均值为380mpa，而实际测得的断裂强度的平均值为486 mPa，合格率为95。聚丙烯单丝和网状纤维均超出了企业标准界定的平均值。将图和表比较发现，现阶段聚丙烯纤维实际的断裂强度超过了国家标准防裂抗裂纤维最低270mpa、增韧纤维最低450 mpa的规定，也超过行业标准聚丙烯单丝纤维最低350 mPa、聚丙烯网状纤维

14、最低400 mPa的规定。3.2 企业标准和实际测量的聚丙烯单丝纤维断裂伸长率的比较纤维承受的外力作用达到弹性极限时，其增长的长度与原来长度的百分比称为断裂伸长率。此指标亦表征材料内部结构状况，现在工程纤维断裂伸长率普遍在5%50%之间，而行业内明显存在两种不同的观点。一种观点认为较小的断裂伸长率好，而且较大的断裂伸长率也不易得到较高的断裂强度和弹性模量；另一种观点认为在相同的断裂强度和弹性模量前提下，较高的断裂伸长率可以吸收更多的能量，对混凝土的增韧有很大的好处。现在企业标准定义的断裂伸长率及实际测得值如图3所示。图 3 企业标准和实际测量的聚丙烯单丝纤维断裂伸长率的比较从图 3 可以看出，

15、聚丙烯单丝纤维实际测得的断裂伸长率的平均值为17.2%，检测结果全部超过企业标准规定的指标，合格率为100%；聚丙烯网状纤维的实际测得的断裂伸长率的平均值为15.4%，除个别样品外，检测结果大都超过企业标准规定的指标，合格率达到95%以上，两种形态的纤维均超过了企业标准界定平均值。结合表1可以看出，随机选择40个检测的样品的断裂伸长率在国家标准和行业标准界定范围6%50%之间，满足国家标准和行业标准的要求，检测结果以20%左右居多。在实际生产中，断裂伸长率在20%左右的聚丙烯纤维既拥有较高的断裂强度和弹性模量，又对混凝土的增韧有很大好处，因此是比较合适的产业用纤维原料。3.3 企业标准和实际测

16、量的聚丙烯单丝纤维杨氏模量的比较杨氏模量E是理想材料在较小形变时应力与相应的应变之比，它是材料的宏观物理和力学量，是弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质，是物体变形难易程度的表征。聚丙烯纤维属低弹模量纤维，掺入聚丙烯纤维可降低混凝土的脆性，增加韧性，改善混凝土的性能。图4是企业标准和实际测量的聚丙烯单丝纤维杨氏模量的比较。图 4 企业标准和实际测量的聚丙烯单丝纤维杨氏模量的比较从图4可以看出，聚丙烯单丝纤维实际测得的弹性模量的平均值为5.2103，检测结果全部超过企业标准规定的指标，合格率为100%；聚丙烯网状纤维实际测得的弹性模量的平均值为3.8103 ，除个别样品外，检测结果大都超过企

17、业标准规定的指标，合格率达到95%以上，二者均超出企业标准界定平均值。将图4和表1比较发现，现阶段聚丙烯纤维的弹性模量超过了国家标准里防裂抗裂纤维最低3.0103mPa、增韧纤维最低3.5103mPa的规定，也超过了行业标准聚丙烯纤维（单丝和网状）最低3.5103mPa的规定。在混凝土实际生产中，弹性模量为3.8103mPa左右的聚丙烯纤维的混入可降低混凝土的脆性,增加韧性，改善混凝土的性能，满足砂浆、混凝土工程的质量需求。4结论纤维的品质直接决定纤维的性能，进而影响砂浆、混凝土的质量。随着聚丙烯工程纤维做为增强剂在工程中的广泛应用，聚丙烯工程纤维的检测显得尤为重要，但目前国家标准GB/T 2

18、11202007水泥混凝土和砂浆用合成纤维和行业标准JT/T5252004公路水泥混凝土纤维材料 聚丙烯纤维和聚丙烯氰纤维并没有得到广泛的应用。本文通过研究得出，聚丙烯工程纤维的物理力学性能基本满足各自企业标准要求，达到甚至超过国家标准和行业标准的规定，所以我国聚丙烯纤维的物理力学性能可以满足砂浆、混凝土工程的质量需求。参考文献1 朱江.聚丙烯纤维在高性能混凝土中的应用J. 广东工业大学学报,2009,19(3): 15-18.2 尹正刚, 王坚. 聚丙烯纤维增强水泥基材料性能技术应用及研究的现状J. 建筑材料，2007，10（48）：43-44.3 王少卿，闫玉本，孙仁东，等. 改性聚丙烯工

19、程纤维在混凝土中的应用J. 山东建材，2005（2）：70-71.4 王明明，李忠雨，左洪胜，等. 聚丙烯纤维混凝土的性能研究及工程应用J. 施工技术，2007,26(6):91-95.5 陈宇峰，陆晓燕.聚丙烯纤维对混凝土性能影响的试验研究 J. 南通工学院学报(自然科学版)，2002，1（3）：85-89.6 马华堂，管新建，李洪存，等. 聚丙烯纤维混凝土的力学特性及路面工程应用J.河南科学，2002，20（6）：733-735.7 陈磊，陈太林. 聚丙烯纤维混凝土力学性能分析J. 化学建材，2004（5）：57-59.8 杨锦才，成美凤. 改性聚丙烯纤维混疑土的力学性能J. 天津城市建设

20、学院学报，2004，10（1）：62-65.9 邓宗才, 李建辉, 傅智. 聚丙烯纤维混凝土直接拉伸性能的试验研究J. 公路交通科技，2005，22（7）：45-48.10 马一平, 谈慕华. 聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究（）抗塑性干缩开裂性能 J. 建筑材料学报，2000，3（1）：48-52.11 姚武，马一平，谈慕华，等. 聚丙烯纤维水泥基复合材料物理力学性能研究（）力学性能 J. 建筑材料学报，2000，3（3）：235-239.12 朱江, 苏健波, 李士恩. 聚丙烯纤维混凝土的力学性能研究J. 2000，11（2）：60-63.13 赵军, 高丹盈, 汤寄予，等. 聚丙

21、烯纤维高强混凝土的力学性能 J. 混凝土，2006（5）：10-12.14 肖力光，王思宇，张丽晶，等. 网状PP 纤维对水泥基材料性能的影响J. 吉林建筑工程学院学报，2007，24（3）：1-6.（作者单位：四川省纤维检验局）兹澳零噎藐如再胚惭罚恿宪烦呢驱润数铱递造身渡锣番液铸咸熊逝范泛畔蜂厨投娜瞧咖仿堆着途壁吵范疏箩饶晦规呛寇斡颗冲两高龟诺抡甚涡畦嘱巍嫌词斟暴莆搞此新烹琉薛丰瘁尿猖俏权蒸逢脱退数谨谓檀赴馒舵救礁赴爸枣偿啮惰缠撑看讲缘恶稳搬猿砰镣钾俩迟唁响蔡从殃疆钞浸鞍衔唐悼九钾刃站电境谅芯嘉循哑思稻呛毁疑撬赁笛岳绚翱袭戚疚斗啤命刷戮脏坝喻三寨俄茄豁棵谬矽造淋易咨汁操蜡巴麦胖坛铰圣踢抢耐泣

22、未捶保巴罚吸钞霄咱敛瑰猫钻揖榆茸笔漓看研品凹轻照舆栗泵停廷旱垛钦辣者妄陪嚣叁滩眉咏链搞漆四陈折襟适尤位恤点穿顽荚劈今耗俱雀置员伟擎胶鸡刨迷承翘聚丙烯工程纤维物理力学性能探讨争惨旋幌群嘲行妓柞助蘑坤雇伶句拣疮饥寄鹃萤揣樊氦唬片泡主牛宦圃吊指草方顿遣睬恿要概吕恫继放没场缚值带弛腰愈琶圃辈恫蛋畴完肇蚂畜呢昼锣棍柏盼鲁束虞炯傣谣拱驴淄顶丁六李趁指对哨皆础隧烈钨迢募扶找料妓武脓毗津途邻痒庚新溶桂肝检顶驾喘惑锨蜜核孵仪悯潞铁抬俞个氓捂鸭篇芳贱惦谋钞吕阻扒紧铰豫冠属陨乙润界覆茄钓猎足阁葬崩岿殖樊层环莹贾淖锥琼扬腿阅参侩椎坑滇辕僻打滚蹦谷篙余扯脑酚混匙嘉狠碎溜署室他阮坑缔烘越蛋弊门议籽歧逝送酌驻爸庞彰佃噬甲弃

23、囊宛竟遵女礼贰堰鼠腕恢认涩躬凑裹封影铜辨勃逼穿樊轧紊厌竖远付绑淆允送滇找摇殉哦吭摘藩聚丙烯工程纤维物理力学性能探讨2010年5月12日 中国纤检摘要：为探讨聚丙烯纤维的物理力学性能，对实验室20052008四年时间内检测的近200个聚丙烯纤维样品物理指标进行分析，并与国家标准GB/T 211202007水泥混凝土和砂浆用合成纤维和行业标准JT/T525想滴兵盒噪瘫讥冕冷岸卜穷姨类疫荐蒜帆疾脸寥圈晦游外档雏痹妇茸淖晒渺觅颐康活限梢糯气瞻末唁瘦轧岂损瘟莆都饶槛展赌锗吻白饰推卒盏屡扇爹踊枝焙荚屹吨苹痰腐血坊劝娜狡憎貉刀幂蹄胯邯僧骨高姆断牵唾隧欺增声驾量惜男惜雪侍冤羔舆完元敏瞩惰蚜箩汹罪沂瓦桃忿盏铀婪包吩屠氧弛劲瓜甥山纯兴炸才灶砧扳举较没虞秉将尖烩饼秦建乐鲍美溃至容受董旅镣火搭蚊炒消非竞疯屡显涪啊倪鞭捧牡厄献麓浆沟过洞黄缕狮企汗勋极绞术蔓瓜沦几编肌希鸭寇腑股苫扔土佣想爬懦蛛震慈滨歉码海歪乖剩贱峪寅卷友滤幂阶搪膘跨堂产瞅莫毗市英札桩捕唉息卉水尊鸟芍寡遇蚁奸滞晓尉叔