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不同纖維與不同物料混合后的結團試驗

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瀏覽：發布日期：2019年06月04日 07:56:47【大中小】

不同纖維與不同物料混合后的結團試驗

1測定不同種類的纖維與不同物料混合后出現結團現象時，纖維的最高摻量，以及纖維在物料中的結團狀態。

2分別測試各種纖維摻入不同單一混料后出現結團現象的最高摻量，以及混合料結團的狀態。

分別測試各種纖維摻入基本組分干混砂漿后出現結團現象的最高摻量，以及混合料結團的狀態。

分別測試不同搭配的復合纖維，摻入基本組分干混砂漿后出現結團現象的最高摻量，以及混合料結團的狀態。

3.1

3試驗內容

　　1.單混實驗中選用的單混料：水泥、砂(尾礦砂，級配，40-70：33.3%，70-110：66.6%)、粉煤灰。

　　2.復合混實驗中選用的干混砂漿組分及摻量

　?、偎?，摻量為20%(普硅42.5R，河北冀東)

　?、诜勖夯?，摻量20%(Ⅰ級，北京奧星)

　?、畚驳V砂，摻量60%(40-70，20%;70-110，40%)

　　3.試驗儀器

　　選用實驗室高速混合機對物料進行混合，轉速為1250轉/ min。

　　混合時間為15s(有個別混合時間略有改變，下面已說明)

　　4.混合時采用先加物料，后逐步加纖維的統一方法。

3.2表1 試驗選用的纖維種類及性能

纖維特性纖維種類	廠家	長度	抗拉強度	彈性模量	外觀
聚丙烯纖維		8mm	大于400MPa	大于3.5GPa	單絲
木質纖維（木質纖維）		6mm以下	－	－	彎曲
玻璃纖維（耐堿玻纖）		12mm	－	－	單絲
聚乙烯醇纖維（維尼侖）		8mm	1050 MPa	18.8 GPa	單絲
海泡石改性纖維		3mm以下	892～1283.7MPa	－	彎曲
鋼纖維	－	3~15mm	12007MPa	210 GPa	單絲

①纖維

表2不同纖維與水泥混合的試驗結果

最高摻量纖維種類	狀態	備注
木質纖維	摻量0.1％～2.0％時，混合料無結團現象。摻量2.0%~2.5%無結團現象，但隨摻量的增加，混合料松散，呈絮狀。摻量2.5～3.0％之間隨摻量的增加，混合料松散和絮狀情況嚴重，有少量直徑約為3mm左右的松散“球”形團。摻量3.0～4％之間，隨摻量的增加，混合料呈絮狀情況更加嚴重，并出現大量直徑約為3mm的松散球狀小團，小團在混合料的上層居多，并且較松軟，易打開。	纖維加入的物料的間隔點為0.1％。
耐堿玻纖	摻量0.1％～0.7％時，混合料無結團現象。摻量0.8％出現少量“片”狀團，直徑從5mm到15mm不等，纖維錯亂交織，同時混雜水泥。摻量0.9％片狀團數量增加。摻量1.0％時出現較多片狀團。摻量1.1％時出現大量片狀團，直徑增大約為20mm。	纖維加入的物料的間隔點為0.1％。
改性纖維	摻量0.1％～2％之間時無結團現象。摻量2％～7％之間，隨摻量的增加，出現少量直徑約為3mm左右的球型團，但團較松散，易打碎，并且隨摻量的增加球形團數量也增加，混合料逐漸蓬松。摻量8％～10％出現大量直徑約為5mm左右的柔軟小團。	纖維加入的物料的間隔點為0.1％。
凱泰纖維	摻量0.1～1.0％時無結團現象。摻量1.1～1.2％時無結團現象，但混合料松散。摻量1.3％時出現少量松散球狀小團，直徑約為15mm。摻量1.4～1.5％出現大量直徑約為15mm～20mm左右的松散團。	纖維加入的物料的間隔點為0.1％。
維尼侖	摻量0.1％～0.4%時無結團現象。摻量0.5％時出現少量片狀小團。摻量0.6％時團數量增多。摻量0.7％時出現大量片狀小團，直徑約為10mm。	纖維加入的物料的間隔點為0.1％。
鋼纖維	摻量19％以下無結團現象摻量19％～24％時混合料底層出現直徑約為20～30mm的小團，纖維錯綜交織成團，混合料上層狀態良好，但上部纖維分布量較少。摻量24％～25％時整體均出現直徑20~30mm團。	纖維加入的物料的間隔點為 1％。

表3不同纖維與粉煤灰混合的試驗結果

最高摻量纖維種類	狀態	備注：
木質纖維	摻量3％以下混合料無結團現象摻量3～4％時混合料出現少量直接約為2～5mm小團，并且混合料蓬松摻量5％時出現大量直徑約為5mm團	纖維加入的物料的間隔點為 1％。
耐堿玻纖	摻量0.4％以下，混合料無結團現象摻量0.5％時物料蓬松，出現少量直徑約為5mm左右的片狀團摻量0.6時出現大量直徑約為20mm左右的片狀團，并且纖維團在混合料上層居多。	該實驗的混合時間約為30s,因混合時間為15s時有部分纖維未被完全打開，成“柳”狀。加入纖維間隔點為0.1％
改性纖維	摻量4％以下，混合料無結團現象摻量4～5％時，混合料上層出現少量直徑約為5mm的球形團，但團極柔軟，易打開摻量6～7％時，混合料出現大量直徑約為5mm小團，小團松軟，在混合料上層居多。	纖維加入的物料的間隔點為 1％。
凱泰纖維	摻量0.8％以下，混合料無結團現象摻量0.8％時混合料松散，并出現少量片狀小團，直徑約為10mm，易打開摻量0.9～1.0％時片狀團數量增加摻量1.1％時出現較多直徑10mm~15mm片狀團摻量1.2％時出現大量片狀團，纖維交織成團，并且團中附著大量粉煤灰	纖維加入的物料的間隔點為 0.1％。
維尼侖	摻量0.1％時混合料無結團現象摻量0.2～0.3％時混合料上層出現少量直徑約為10mm的片狀團，纖維團松散柔軟，易打開摻量0.4％時片狀纖維團數量及直徑均有所增加摻量0.5％時出現大量結團	纖維加入的物料的間隔點為 0.1％。
綱纖維	摻量15％以下混合料無結團現象摻量15％時混合料底層出現少量鋼纖維堆積摻量16～17％時混合料底層的鋼纖維大量堆積摻量18～20％時混合料底部出現大量結團現象	纖維加入的物料的間隔點為 1％。

③纖維與砂混合實驗結果

表4不同纖維與砂混合的試驗結果

最高摻量纖維種類	狀態	備注：
木質纖維	摻量0.1～0.9％時混合料未結團，但纖維在混合料上層較多摻量1.0％時混合料上層及表面出現部分球狀團摻量1.1～1.9％時表面球形團數量隨摻量的增加而增多摻量2.0％時混合料表面出現大量球形團，直徑約為2～5mm	纖維加入物料的間隔點為0.1％
耐堿玻纖	混合時間為15s時加入的玻纖全部被打碎，混合時間為5s時纖維未被打開，大部分成“柳”狀，并且在摻量為0.2％時因與砂不相容，在混合料表面錯綜交織成團。	纖維加入物料的間隔點為0.1％，
改性纖維	摻量4％以下混合料無結團現象，狀態良好摻量4～8％時混合料表現為“絮”狀，比較蓬松，但纖維與混合料相容較好摻量9％時混合料蓬松較嚴重，大部分砂浸入纖維當中，但混合料未結團摻量10％時混合料蓬松嚴重實驗進行到10％時未繼續進行，根據混合料狀態，纖維與砂混合不會出現結團現象，只能隨纖維摻量的增加，砂逐步浸入到纖維當中	纖維加入物料的間隔點為0.5％，
凱泰纖維	摻量0.1％時無結團現象，但有部分纖維與砂不相容，漂浮在混合料表面摻量0.2％時有大量纖維漂浮在砂表面，與砂不相容，有部分結團摻量0.3％時砂表面出現大量結團	纖維加入物料的間隔點為0.1％。
維尼侖	摻量0.1％時未結團，有部分纖維漂浮在砂表面摻量0.2％時表面出現大量纖維結團	纖維加入物料的間隔點為0.1％。
綱纖維	摻量12％以下，混合料無結團現象，并且纖維均勻分布在混合料當中摻量12％時出現少量纖維交織所形成的團，直徑約為10～20mm 摻量13～14％時出現大量結團現象	纖維加入物料的間隔點為1％

表4不同纖維與基本組分干混砂漿混合的試驗結果

最高摻量纖維種類	狀態	備注：
木質纖維	摻量0.1～1.9％時混合料無結團現象摻量2.0～3.0％時混合料松散，有少量直徑約為3～5mm球形團，并且隨摻量的增加，混合料松散度及球形團數了均增加摻量4％時混合料出現大量結團，球形團直徑約為3～5 mm，混合料松散嚴重	纖維加入物料的間隔點為0.1％。
耐堿玻纖	摻量0.1～0.2％時無結團現象摻量0.3％時混合料蓬松，出現部分結團現象摻量0.4％時出現混合料蓬松，出現大量結團現象	纖維加入物料的間隔點為0.1％。
改性纖維	摻量1～3％時混合料無結團現象摻量3～6％時混合料松散，伴有少量直徑約為2~5mm松軟小團，并且隨摻量的增加，混合料松散度嚴重摻量7％時混合料出現大量結團現象，團直徑約為2～5mm	纖維加入物料的間隔點為1％。
凱泰纖維	摻量0.1～0.2％時混合料無結團現象摻量0.3％時混合料松散，有部分直徑約為10mm左右球形團摻量0.4％時混合料出現大量直徑約為10mm左右球星團，混合料松散	纖維加入物料的間隔點為0.1％。
維尼侖	摻量0.1％時混合料無結團現象摻量0.2％時混合料出現部分片狀團，團直徑約為10mm 摻量0.3％時混合料出現大量結團	纖維加入物料的間隔點為 0.1％。
綱纖維	摻量1～14％時混合料無結團現象，纖維均勻分布摻量15～16％時混合料未結團，但有大量纖維呈聚集趨勢摻量18～20％時混合料出現結團現象，底層居多	纖維加入物料的間隔點為 1％。

表5不同復合纖維與基本組分干混砂漿混合的試驗結果

最高摻量復合纖維	狀態
凱泰纖維＋木質纖維	CTA：0.1％，木質纖維：0.5％混合料無結團
	CTA：0.2％，木質纖維：1％混合料松散，有少量CTA結團
	CTA：0.3％，木質纖維：2％ CTA出現大量結團，其團中有部分木素，團直徑大約10mm左右
凱泰纖維＋木質纖維＋改性纖維	CTA：0.1％，木質纖維：0.5％，改性纖維：1％混合料無結團
	CTA：0.2％，木質纖維：1.0％，改性纖維：2％混合料出現少量松軟小團，直徑為3～10mm
	CTA：0.3%，木質纖維：1.5％，改性纖維：3％混合料出現大量結團，其中大部分團為CTA纖維，團中摻雜部分木質纖維
玻璃纖維＋木質纖維	玻璃纖維：0.1％，木質纖維：0.5％混合料無結團
	玻璃纖維：0.2％，木質纖維：1.0％混合料出現少量結團
	玻璃纖維：0.3％，木質纖維：1.5％混合料出現大量結團團狀態為：玻璃纖維為團骨架，木質纖維在其中填充
玻璃纖維＋木質纖維＋改性纖維	玻璃纖維：0.1％，木質纖維：0.5％，改性纖維：1％混合料出現少量結團
玻璃纖維＋木質纖維＋改性纖維	玻璃纖維：0.2％，木質纖維：1％，改性纖維：2％混合料出現大量結團，團狀態為：玻璃纖維為團骨架，木質纖維在其中填充
維尼侖＋木質纖維	維尼侖：0.1％，木質纖維：0.5％混合料無結團現象
維尼侖＋木質纖維	維尼侖：0.2％，木質纖維：1％混合料出現結團，團直徑約為10mm，團大部分為維尼侖
維尼侖＋木質纖維＋改性纖維	維尼侖：0.1％，木質纖維：0.5％，改性纖維：1％混合料無結團現象
維尼侖＋木質纖維＋改性纖維	維尼侖：0.2％，木質纖維：1％，改性纖維：2％混合料出現結團現象
鋼纖維＋木質纖維	鋼纖維：5％，木質纖維：1％，混合料無結團
	鋼纖維：10％，木質纖維：2.0％混合料松散，有部分團，為鋼纖維與木素交織成團
	鋼纖維：11％，木質纖維：2.5％混合料出現大量結團
鋼纖維＋木質纖維＋改性纖維	鋼纖維：5％，木質纖維：1％，改性纖維1％混合料無結團
	鋼纖維：8％，木質纖維：1.5％，改性纖維1.5％混合料蓬松
	鋼纖維：9％，木質纖維：2.0％，改性纖維2.0％混合料蓬松嚴重
	鋼纖維：10％，木質纖維：2.5％，改性纖維：2.5 混合料出現大量結團，團為木質纖維和鋼纖維交織形成

　　4實驗結論

　　通過以上實驗結果可以看出，各種單絲狀纖維(除鋼纖維)與水泥的單一混合時，凱泰纖維的摻加量最大，玻璃纖維其次，維尼侖最小;鋼纖維因其自身密度較大，故而在質量比的摻量上最大;木質纖維和改性纖維對比來看，木質纖維的與水泥混合的摻量小于改性纖維的摻量。

　　在與粉煤灰混合時，單絲狀纖維中，仍然是聚丙烯纖維摻量最大，玻璃纖維其次，維尼侖最小，但聚丙烯纖維和維尼侖的最高摻量與在水泥中混合相比，最高摻量略有下降，玻璃纖維的最高摻量有所上升;其余各纖維的最高摻量與在水泥中混合時相比無較大差異。

　　在與砂的混合中，部分密度較低的纖維與砂不相融，摻量在很低時就會出現表面結團，而鋼纖維，改性纖維與砂融合較好，但摻量來看，比和水泥、粉煤灰混合時摻量要低。

　　在與基本組分砂漿混合時，單絲狀纖維的最高摻量均比與水泥、粉煤灰單獨混合時摻量低，木質纖維、改性纖維最高摻量無較大變化。

　　在復合纖維混合時，大多是單絲狀纖維先結團，各種纖維摻量均比單獨混合時摻量要低。

　　通過以上實驗的結果，我個人認為，影響纖維結團的因素有以下幾方面

　　1：“物料單位體積內包含纖維單絲的個數”，若物料單位體積內纖維的數量達到飽和后即發生結團現象。

　　2：相融問題：“密度越相近越相融”，相融狀態越好，單位體積內所能包含的纖維數量越多。

　　3：纖維的表面處理，纖維表面處理越好，在混合中各個纖維越不容易粘在一起，各個纖維之間不容易結團。

　　北京萬圖明科技有限公司技術部

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