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不同纖維與不同物料混合后的結(jié)團(tuán)試驗(yàn)

　　測(cè)定不同種類的纖維與不同物料混合后出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象時(shí)，纖維的最高摻量，以及纖維在物料中的結(jié)團(tuán)狀態(tài)。

　　分別測(cè)試各種纖維摻入不同單一混料后出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象的最高摻量，以及混合料結(jié)團(tuán)的狀態(tài)。

　　分別測(cè)試各種纖維摻入基本組分干混砂漿后出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象的最高摻量，以及混合料結(jié)團(tuán)的狀態(tài)。

　　分別測(cè)試不同搭配的復(fù)合纖維，摻入基本組分干混砂漿后出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象的最高摻量，以及混合料結(jié)團(tuán)的狀態(tài)。

3.1

3試驗(yàn)內(nèi)容

　　1.單混實(shí)驗(yàn)中選用的單混料：水泥、砂(尾礦砂，級(jí)配，40-70：33.3%，70-110：66.6%)、粉煤灰。

　　2.復(fù)合混實(shí)驗(yàn)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(jí)，北京奧星)

　?、畚驳V砂，摻量60%(40-70，20%;70-110，40%)

　　3.試驗(yàn)儀器

　　選用實(shí)驗(yàn)室高速混合機(jī)對(duì)物料進(jìn)行混合，轉(zhuǎn)速為1250轉(zhuǎn)/ min。

　　混合時(shí)間為15s(有個(gè)別混合時(shí)間略有改變，下面已說(shuō)明)

　　4.混合時(shí)采用先加物料，后逐步加纖維的統(tǒng)一方法。

3.2

表1 試驗(yàn)選用的纖維種類及性能

纖維特性纖維種類	廠家	長(zhǎng)度	抗拉強(qiáng)度	彈性模量	外觀
聚丙烯纖維		8mm	大于400MPa	大于3.5GPa	單絲
木質(zhì)纖維（木質(zhì)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(yàn)結(jié)果

最高摻量纖維種類	狀態(tài)	備注
木質(zhì)纖維	摻量0.1％～2.0％時(shí)，混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。摻量2.0%~2.5%無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)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(yán)重，有少量直徑約為3mm左右的松散“球”形團(tuán)。摻量3.0～4％之間，隨摻量的增加，混合料呈絮狀情況更加嚴(yán)重，并出現(xiàn)大量直徑約為3mm的松散球狀小團(tuán)，小團(tuán)在混合料的上層居多，并且較松軟，易打開(kāi)。	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為0.1％。
耐堿玻纖	摻量0.1％～0.7％時(shí)，混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。摻量0.8％出現(xiàn)少量“片”狀團(tuán)，直徑從5mm到15mm不等，纖維錯(cuò)亂交織，同時(shí)混雜水泥。摻量0.9％片狀團(tuán)數(shù)量增加。摻量1.0％時(shí)出現(xiàn)較多片狀團(tuán)。摻量1.1％時(shí)出現(xiàn)大量片狀團(tuán)，直徑增大約為20mm。	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為0.1％。
改性纖維	摻量0.1％～2％之間時(shí)無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。摻量2％～7％之間，隨摻量的增加，出現(xiàn)少量直徑約為3mm左右的球型團(tuán)，但團(tuán)較松散，易打碎，并且隨摻量的增加球形團(tuán)數(shù)量也增加，混合料逐漸蓬松。摻量8％～10％出現(xiàn)大量直徑約為5mm左右的柔軟小團(tuán)。	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為0.1％。
凱泰纖維	摻量0.1～1.0％時(shí)無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。摻量1.1～1.2％時(shí)無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，但混合料松散。摻量1.3％時(shí)出現(xiàn)少量松散球狀小團(tuán)，直徑約為15mm。摻量1.4～1.5％出現(xiàn)大量直徑約為15mm～20mm左右的松散團(tuán)。	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為0.1％。
維尼侖	摻量0.1％～0.4%時(shí)無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。摻量0.5％時(shí)出現(xiàn)少量片狀小團(tuán)。摻量0.6％時(shí)團(tuán)數(shù)量增多。摻量0.7％時(shí)出現(xiàn)大量片狀小團(tuán)，直徑約為10mm。	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為0.1％。
鋼纖維	摻量19％以下無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量19％～24％時(shí)混合料底層出現(xiàn)直徑約為20～30mm的小團(tuán)，纖維錯(cuò)綜交織成團(tuán)，混合料上層狀態(tài)良好，但上部纖維分布量較少。摻量24％～25％時(shí)整體均出現(xiàn)直徑20~30mm團(tuán)。	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為 1％。

表3不同纖維與粉煤灰混合的試驗(yàn)結(jié)果

最高摻量纖維種類	狀態(tài)	備注：
木質(zhì)纖維	摻量3％以下混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量3～4％時(shí)混合料出現(xiàn)少量直接約為2～5mm小團(tuán)，并且混合料蓬松摻量5％時(shí)出現(xiàn)大量直徑約為5mm團(tuán)	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為 1％。
耐堿玻纖	摻量0.4％以下，混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量0.5％時(shí)物料蓬松，出現(xiàn)少量直徑約為5mm左右的片狀團(tuán) 摻量0.6時(shí)出現(xiàn)大量直徑約為20mm左右的片狀團(tuán)，并且纖維團(tuán)在混合料上層居多。	該實(shí)驗(yàn)的混合時(shí)間約為30s,因混合時(shí)間為15s時(shí)有部分纖維未被完全打開(kāi)，成“柳”狀。加入纖維間隔點(diǎn)為0.1％
改性纖維	摻量4％以下，混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量4～5％時(shí)，混合料上層出現(xiàn)少量直徑約為5mm的球形團(tuán)，但團(tuán)極柔軟，易打開(kāi) 摻量6～7％時(shí)，混合料出現(xiàn)大量直徑約為5mm小團(tuán)，小團(tuán)松軟，在混合料上層居多。	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為 1％。
凱泰纖維	摻量0.8％以下，混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量0.8％時(shí)混合料松散，并出現(xiàn)少量片狀小團(tuán)，直徑約為10mm，易打開(kāi) 摻量0.9～1.0％時(shí)片狀團(tuán)數(shù)量增加摻量1.1％時(shí)出現(xiàn)較多直徑10mm~15mm片狀團(tuán) 摻量1.2％時(shí)出現(xiàn)大量片狀團(tuán)，纖維交織成團(tuán)，并且團(tuán)中附著大量粉煤灰	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為 0.1％。
維尼侖	摻量0.1％時(shí)混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量0.2～0.3％時(shí)混合料上層出現(xiàn)少量直徑約為10mm的片狀團(tuán)，纖維團(tuán)松散柔軟，易打開(kāi) 摻量0.4％時(shí)片狀纖維團(tuán)數(shù)量及直徑均有所增加摻量0.5％時(shí)出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為 0.1％。
綱纖維	摻量15％以下混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量15％時(shí)混合料底層出現(xiàn)少量鋼纖維堆積摻量16～17％時(shí)混合料底層的鋼纖維大量堆積摻量18～20％時(shí)混合料底部出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)現(xiàn)象	纖維加入的物料的間隔點(diǎn)為 1％。

③纖維與砂混合實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4不同纖維與砂混合的試驗(yàn)結(jié)果

最高摻量纖維種類	狀態(tài)	備注：
木質(zhì)纖維	摻量0.1～0.9％時(shí)混合料未結(jié)團(tuán)，但纖維在混合料上層較多摻量1.0％時(shí)混合料上層及表面出現(xiàn)部分球狀團(tuán) 摻量1.1～1.9％時(shí)表面球形團(tuán)數(shù)量隨摻量的增加而增多摻量2.0％時(shí)混合料表面出現(xiàn)大量球形團(tuán)，直徑約為2～5mm	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為0.1％
耐堿玻纖	混合時(shí)間為15s時(shí)加入的玻纖全部被打碎，混合時(shí)間為5s時(shí)纖維未被打開(kāi)，大部分成“柳”狀，并且在摻量為0.2％時(shí)因與砂不相容，在混合料表面錯(cuò)綜交織成團(tuán)。	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為0.1％，
改性纖維	摻量4％以下混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，狀態(tài)良好摻量4～8％時(shí)混合料表現(xiàn)為“絮”狀，比較蓬松，但纖維與混合料相容較好摻量9％時(shí)混合料蓬松較嚴(yán)重，大部分砂浸入纖維當(dāng)中，但混合料未結(jié)團(tuán) 摻量10％時(shí)混合料蓬松嚴(yán)重實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到10％時(shí)未繼續(xù)進(jìn)行，根據(jù)混合料狀態(tài)，纖維與砂混合不會(huì)出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，只能隨纖維摻量的增加，砂逐步浸入到纖維當(dāng)中	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為0.5％，
凱泰纖維	摻量0.1％時(shí)無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)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(shí)有大量纖維漂浮在砂表面，與砂不相容，有部分結(jié)團(tuán) 摻量0.3％時(shí)砂表面出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為0.1％。
維尼侖	摻量0.1％時(shí)未結(jié)團(tuán)，有部分纖維漂浮在砂表面摻量0.2％時(shí)表面出現(xiàn)大量纖維結(jié)團(tuán)	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為0.1％。
綱纖維	摻量12％以下，混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，并且纖維均勻分布在混合料當(dāng)中摻量12％時(shí)出現(xiàn)少量纖維交織所形成的團(tuán)，直徑約為10～20mm 摻量13～14％時(shí)出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)現(xiàn)象	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為1％

表4不同纖維與基本組分干混砂漿混合的試驗(yàn)結(jié)果

最高摻量纖維種類	狀態(tài)	備注：
木質(zhì)纖維	摻量0.1～1.9％時(shí)混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量2.0～3.0％時(shí)混合料松散，有少量直徑約為3～5mm球形團(tuán)，并且隨摻量的增加，混合料松散度及球形團(tuán)數(shù)了均增加摻量4％時(shí)混合料出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)，球形團(tuán)直徑約為3～5 mm，混合料松散嚴(yán)重	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為0.1％。
耐堿玻纖	摻量0.1～0.2％時(shí)無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量0.3％時(shí)混合料蓬松，出現(xiàn)部分結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量0.4％時(shí)出現(xiàn)混合料蓬松，出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)現(xiàn)象	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為0.1％。
改性纖維	摻量1～3％時(shí)混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量3～6％時(shí)混合料松散，伴有少量直徑約為2~5mm松軟小團(tuán)，并且隨摻量的增加，混合料松散度嚴(yán)重摻量7％時(shí)混合料出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，團(tuán)直徑約為2～5mm	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為1％。
凱泰纖維	摻量0.1～0.2％時(shí)混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量0.3％時(shí)混合料松散，有部分直徑約為10mm左右球形團(tuán) 摻量0.4％時(shí)混合料出現(xiàn)大量直徑約為10mm左右球星團(tuán)，混合料松散	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為0.1％。
維尼侖	摻量0.1％時(shí)混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象摻量0.2％時(shí)混合料出現(xiàn)部分片狀團(tuán)，團(tuán)直徑約為10mm 摻量0.3％時(shí)混合料出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為 0.1％。
綱纖維	摻量1～14％時(shí)混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，纖維均勻分布摻量15～16％時(shí)混合料未結(jié)團(tuán)，但有大量纖維呈聚集趨勢(shì) 摻量18～20％時(shí)混合料出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，底層居多	纖維加入物料的間隔點(diǎn)為 1％。

表5不同復(fù)合纖維與基本組分干混砂漿混合的試驗(yàn)結(jié)果

最高摻量復(fù)合纖維	狀態(tài)
凱泰纖維＋木質(zhì)纖維	CTA：0.1％，木質(zhì)纖維：0.5％混合料無(wú)結(jié)團(tuán)
	CTA：0.2％，木質(zhì)纖維：1％混合料松散，有少量CTA結(jié)團(tuán)
	CTA：0.3％，木質(zhì)纖維：2％ CTA出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)，其團(tuán)中有部分木素，團(tuán)直徑大約10mm左右
凱泰纖維＋木質(zhì)纖維＋改性纖維	CTA：0.1％，木質(zhì)纖維：0.5％，改性纖維：1％混合料無(wú)結(jié)團(tuán)
	CTA：0.2％，木質(zhì)纖維：1.0％，改性纖維：2％混合料出現(xiàn)少量松軟小團(tuán)，直徑為3～10mm
	CTA：0.3%，木質(zhì)纖維：1.5％，改性纖維：3％混合料出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)，其中大部分團(tuán)為CTA纖維，團(tuán)中摻雜部分木質(zhì)纖維
玻璃纖維＋木質(zhì)纖維	玻璃纖維：0.1％，木質(zhì)纖維：0.5％混合料無(wú)結(jié)團(tuán)
	玻璃纖維：0.2％，木質(zhì)纖維：1.0％混合料出現(xiàn)少量結(jié)團(tuán)
	玻璃纖維：0.3％，木質(zhì)纖維：1.5％混合料出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán) 團(tuán)狀態(tài)為：玻璃纖維為團(tuán)骨架，木質(zhì)纖維在其中填充
玻璃纖維＋木質(zhì)纖維＋改性纖維	玻璃纖維：0.1％，木質(zhì)纖維：0.5％，改性纖維：1％混合料出現(xiàn)少量結(jié)團(tuán)
玻璃纖維＋木質(zhì)纖維＋改性纖維	玻璃纖維：0.2％，木質(zhì)纖維：1％，改性纖維：2％混合料出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)，團(tuán)狀態(tài)為：玻璃纖維為團(tuán)骨架，木質(zhì)纖維在其中填充
維尼侖＋木質(zhì)纖維	維尼侖：0.1％，木質(zhì)纖維：0.5％混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象
維尼侖＋木質(zhì)纖維	維尼侖：0.2％，木質(zhì)纖維：1％混合料出現(xiàn)結(jié)團(tuán)，團(tuán)直徑約為10mm，團(tuán)大部分為維尼侖
維尼侖＋木質(zhì)纖維＋改性纖維	維尼侖：0.1％，木質(zhì)纖維：0.5％，改性纖維：1％混合料無(wú)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象
維尼侖＋木質(zhì)纖維＋改性纖維	維尼侖：0.2％，木質(zhì)纖維：1％，改性纖維：2％混合料出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象
鋼纖維＋木質(zhì)纖維	鋼纖維：5％，木質(zhì)纖維：1％，混合料無(wú)結(jié)團(tuán)
	鋼纖維：10％，木質(zhì)纖維：2.0％混合料松散，有部分團(tuán)，為鋼纖維與木素交織成團(tuán)
	鋼纖維：11％，木質(zhì)纖維：2.5％混合料出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)
鋼纖維＋木質(zhì)纖維＋改性纖維	鋼纖維：5％，木質(zhì)纖維：1％，改性纖維1％混合料無(wú)結(jié)團(tuán)
	鋼纖維：8％，木質(zhì)纖維：1.5％，改性纖維1.5％混合料蓬松
	鋼纖維：9％，木質(zhì)纖維：2.0％，改性纖維2.0％混合料蓬松嚴(yán)重
	鋼纖維：10％，木質(zhì)纖維：2.5％，改性纖維：2.5 混合料出現(xiàn)大量結(jié)團(tuán)，團(tuán)為木質(zhì)纖維和鋼纖維交織形成

　　4實(shí)驗(yàn)結(jié)論

　　通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)，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(zhì)量比的摻量上最大;木質(zhì)纖維和改性纖維對(duì)比來(lái)看，木質(zhì)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(shí)，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(shí)相比無(wú)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(shí)就會(huì)出現(xiàn)表面結(jié)團(tuán)，而鋼纖維，改性纖維與砂融合較好，但摻量來(lái)看，比和水泥、粉煤灰混合時(shí)摻量要低。

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

　　在復(fù)合纖維混合時(shí)，大多是單絲狀纖維先結(jié)團(tuán)，各種纖維摻量均比單獨(dú)混合時(shí)摻量要低。

　　通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，我個(gè)人認(rèn)為，影響纖維結(jié)團(tuán)的因素有以下幾方面

　　1：“物料單位體積內(nèi)包含纖維單絲的個(gè)數(shù)”，若物料單位體積內(nèi)纖維的數(shù)量達(dá)到飽和后即發(fā)生結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。

　　2：相融問(wèn)題：“密度越相近越相融”，相融狀態(tài)越好，單位體積內(nèi)所能包含的纖維數(shù)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(gè)纖維越不容易粘在一起，各個(gè)纖維之間不容易結(jié)團(tuán)。

　　北京萬(wàn)圖明科技有限公司技術(shù)部

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