工程用合成纤维及其标准体系

工程用合成纤维及其标准体系 来源：考试大【考试大：我的学习乐园,我的考试专家】2010年2月28日
1、工程用合成纤维概述
工程用合成纤维按材质分类常见的有：聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维等。
聚丙烯纤维是由丙烯聚合成等规度97%～98%聚丙烯树脂后经熔融挤压法制成的纤维。聚丙烯纤维是当今在全世界混凝土工程中用量最大、使用范围最广的合成纤维。这是由于聚丙烯纤维优良的物理机械性能和优异的耐酸、耐碱等化学稳定性，且原料来源广、制作技术不复杂、价格相对较低。
1.1.1聚丙烯细纤维
聚丙烯束状单丝纤维的直径较小，直径一般不大于50μm，长度一般不大于20mm，是由等规聚丙烯熔融后经若干个喷丝孔直接拉丝制成的。纤维截面呈圆形或异形，若干根单丝经拉伸、定型并短切至一定长度后成为纤维束。纤维束在与混凝土拌合过程中可分离成单丝。
聚丙烯细纤维主要在混凝土的塑性阶段起着阻裂作用，减少和抑制混凝土的塑性沉降裂缝；在硬化混凝土中起着被动防火作用，防止混凝土在火灾中发生爆裂。
聚丙烯粗纤维的直径大于0.1mm，长度大于30mm.多数聚丙烯粗纤维的断面为矩形，少数为异形。为增强纤维与混凝土的黏结，纤维表面经特殊的压痕、糙化处理，或使纤维具有波状外形。目前聚丙烯粗纤维有像剪切钢纤维一样的单丝纤维，也有由膜裂网状纤维与非膜裂单丝纤维相互缠绕成的螺旋形纤维束。
聚丙烯纤维主要适用于：1）工业与民用建筑的抗裂，防渗砂浆；2）抗裂防渗要求较高的地下室和地下工程，海堤水坝等盐水工程；3）各种预制混凝土产品；4）高速公路、桥梁、隧道、机场跑道等混凝土；5）对耐碱和化学腐蚀要求较高等化工厂等[1].
聚丙烯腈纤维又称腈纶纤维，通常指含丙烯腈在85％以上的丙烯腈共聚物或均聚物纤维。
聚丙烯腈纤维在水泥混凝土和沥青混凝土中起着不同的作用。聚丙烯腈纤维用于水泥混凝土时：有效提高水泥混凝土的抗裂能力；提高水泥混凝土的抗渗性和抗冻性，增加耐久性纤维，大大减少混凝土中毛细孔的尺度和连通毛细孔的数量，有效提高水泥混凝土的抗冻性和抗渗性；降低混凝土的脆性，使已开裂的混凝土强度得到保障；提高混凝土的耐磨能力，抗拉强度和韧性；提高混凝土的抗冲击性、抗震、抗龟裂能力；大大提高混凝土的抗冻能力，有效提高耐久性。聚丙烯腈纤维用于沥青混凝土时：提高沥青混凝土合料的分散作用；在沥青混合物中起到加强筋作用；增加沥青混合物的含油率，搞度粘接强度和稳定性；提高沥青混合物的韧性和抗低温能力；减少永久变形，提高防滑耐磨能力；减少温度对沥青路面的影响，提高沥青路面的水稳定性。
聚乙烯醇纤维，完整的学名是“聚乙烯醇缩醛纤维”，又称维纶纤维。
1.4聚酰胺纤维
1.5聚酯纤维
聚酯工程纤维主要适用于：沥青路面面层；旧沥青路面罩面；旧水泥路罩面；路面冷补、灌缝等；桥面铺装、收费站路面铺装等[3].
随着工程用合成纤维在工程领域的大量应用，工程用合成纤维的性能对基体材料性能的影响越来越引起人们的关注。工程用合成纤维的性能直接影响着建筑材料的性能。工程用合成纤维最主要的使用性能是力学性能（强度、伸长率和模量），同时还要考虑在热/湿条件下的稳定性、在混凝土基体中好的分散性、与基体好的黏合性以及长时间的耐碱性。
工程用合成纤维在各种使用条件下所能表现出的强度和对抗破坏的能力是其力学性能的重要体现。建筑行业最为关注的、反映纤维力学性能的指标主要有抗拉强度、弹性模量、极限延伸率：
（2）弹性模量：系指纤维受拉伸时发生单位形变所需力的大小，建筑工程纤维中通常由负荷－伸长曲线中起始部分荷载随伸长变化最大时切线或割线的斜率得到的初始模量表示。纤维弹性模量所表征的是纤维所具有的刚性，纤维与混凝土基材的弹性模量比值越高，则受负荷的纤维所分担的应力也越大。
表1常用工程用合成纤维的力学性能纤维种类抗拉强度/MPa弹性模量/GPa极限伸长率/%聚丙烯纤维膜裂网状纤维280～5503.4～4.815～18束状单丝纤维560～7703.5～3.815～16聚烯烃粗纤维500～7507.3～10.613～15聚丙烯腈纤维360～5104.0～10.012～20聚酯纤维650～85010.0～15.07～17聚乙烯醇纤维550～7504.0～6.09～17聚酰胺纤维590～9502.5～6.616～28
化学稳定性是指物质在化学因素作用下保持原有物理化学性质的能力。纤维的化学稳定性，是指纤维处于不同酸、碱条件下，以及接触有机溶剂等时所具的稳定性如何。作为工程用纤维，常用于掺加在水泥基体中，由于硅酸盐水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，水化温度可达55℃～75℃，这种高温碱性条件要求工程用纤维具有一定的耐碱性。
2.3热性能
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