硅烷偶联剂改性聚丙烯纤维水泥砂浆性能研究
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了 ８０ 、 ．％ 。 ．％ ９７
为２ ｍｎ 作为增强材 料 。 ０ ｉ） （） ： ３ 砂 选用 普通 建筑用 河砂 ， 细度 模数 ２８ 含 泥 ．， 量 ＜ ． 符 合Ｊ Ｊ２ 普 通 混凝 土 用砂 石 质量 标 准及 １ ％． ５ Ｇ５（
检验 方法》 准要 求 。 标
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Ａ２
献 表 明 ． 在水 泥 砂浆 中加 入 聚丙 烯纤 维 可 改善 其 抗
表 面 是 憎 水 的 ． 维 与 水 泥 砂 浆 基 体 界 面 粘 结 性 能 不 纤 甚 理 想 ｉ１ 实 验 对 聚 丙 烯 纤 维 增 强 水 泥 砂 浆 的 工 艺 ３ 本 － ５
纤 维 在 基 体 中 的掺 加 工 艺 有 两 种 ．即 先 掺 法 和 后
砂浆 混凝
硅烷偶联剂改性聚丙烯纤维水泥砂浆性能研究术
李 宝佳 李 国忠 宁 超
（ 南大学材 料科学 与工程学院 ． 南 ２ ０ ２ ） 济 济 ５ ０ ２
［ 摘 要】 考 察不 同的 聚丙 烯 纤 维掺 加 Ｔ 艺 对水 泥 砂 浆 的作 用 效 果 ，研 究 聚丙 烯 纤 维不 同掺 量 对水
４ ｍ ｘ ６ ｍ 的 三 连 模 中浇 注 成 型 试 样 ０ ｍ ｌ０ ｍ
依 据 Ｇ ７ — ７ 水 泥胶 砂 强度 检 验方 Ｂ１７ ７ （
法》测 试各 试样 的 ２ ｄ抗折 、抗 压 强度 ， ８ 用
Ｓ ２０ 一 ５ ０型扫描 电镜观察 试样 的微 观形貌
２ 结果 与 分 析
２１ 聚 丙 烯 纤 维 掺 加 工 艺 的确 定 ． 测 试 用 不 同掺 加 工 艺 制 成 试 样 的 ２ ｄ ８
释 液 ． 聚丙 烯 纤维 浸 泡 其 中 ２ ｍｉ 把 ０ ｎ后 ， 清水 反 复 用
（） 泥 ： １水 采用 山东 淄博 水 泥 ４ ． ２５ Ｒ级 普 通 硅 酸 清洗 去除纤 维表面多余偶 联剂 ， 干 即得改性纤 维 。 烘
．－ 盐水 泥 ， 质量 符 合 Ｇ １ ５ ２ ０ （ 其 Ｂ ７ — ０ ７ 通用 硅 酸盐 水 泥》 （ １２３ 试 样 的 制 备 与 测 试
要求 。
按 照表 ｌ 原料 配 比进行 实验 。将水 泥 、 和聚丙 砂
表１ 实验 配 比
试 样 水 泥 骨 料 比 水 灰 比 减 水 剂 聚丙 烯纤 维 改 性 聚丙 烯 纤维
ＡＯ
—
源自文库
（） ２ 聚丙 烯 纤维 ： 用 四川华 神 化学 建 材 有 限责 选
任公 司 生产 的 聚丙烯 纤 维 （ 其横 截 面为 三 叶型 ． 度 长
泥砂 浆 力学 性 能 的影 响 。 采用 硅 烷偶 联 剂 对 聚丙 烯 纤 维 进 行 表 面改 性 并 进 行增 强 砂 浆 实验 ， 结果 表 明 ： 性 聚丙 烯纤 维对 水 泥 砂浆 的增 强 效果 更 好 。利用 扫 描 电子 显 微镜 对 聚 丙 烯纤 维 增 强水 泥砂 浆 改 试 样进 行 微观 形 貌 分析 ， 步 探讨 改 性 聚丙 烯 纤维 增 强 水泥 砂 浆 的作 用 机 理 。 初
＿
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Ａ３
（ ） 水剂 ： 用 聚羧 酸 减水 剂 ， 学 纯 ， 自济 ４减 选 化 购 南化工 市场 （ ） 面 改性 剂 ： ５表 采用 硅 烷偶 联 剂 Ｓ Ａ一 ６ ３ 购 Ｃ １１， 自济南化 工市场
｝济 南 铁路 局 科 技计 划 项 目（ Ｂ ５ ３ 。 Ｇ ０ ０ ）
［ 键 词】 聚丙 烯纤 维 ； 泥 砂浆 ； 关 水 表面 改性 ； 硅烷 偶 联剂
水 泥砂浆 作 为主 要建 筑 材 料 之一 ．应 用 十分 广 １２ 实验 设 计 ．
．． 泛 ， 其具有 先天性缺 陷 ， 但 即脆性大 、 韧性差＿ ｌ Ｊ 。研究 文 １２ １ 聚 丙 烯 纤 维掺 加 工 艺
— — — — — — — — １Ｅ ｅ ｔ ｏ ｉ ａ ｅ ｌ ｃ ｒ ｎ ｍ ｇ １
抗折、 抗压 强度 ， 实验结果 见 表 ２ 。
图１ 先 掺 法 中纤 维 分 散 情 况
图２ 后 掺 法 中 纤维 分 散 情况
由表 ２可 以看 出 ． 用 先掺 法工 艺 制得 试样 相 对 工艺 中纤维 吸水润湿后 会被水 泥所包 裹 ．导 致在搅拌 采 于后掺 法工 艺制得试 样 ，８ ２ ｄ抗折 、 抗压 强 度分别 提 高 过程 中纤维束 不易 打开 ． 在体 系 中纤 维呈束 团状 ， 明 将
折 、 弯、 抗 抗剪 、 冲击强度 和韧性 。通 常 ， 抗 聚丙烯纤 维 掺 法 先掺 法是将纤维与基体材料先干混合均匀 ． 然后 再 加水 混合均匀 后掺法是将基体材料 加水混合 均匀 后再加人 纤维混合均 匀 通过不 同掺加 工艺制取 聚丙
与性 能进行研 究 ． 采用硅 烷偶 联剂对 聚丙 烯纤 维进 烯纤维水 泥砂浆试样 ．考察 两种工艺对 聚丙烯纤维分 并
行表 面改性 ． 明显改善 了聚丙烯 纤维对 水泥砂 浆 的增 散性及制 品强度 的影 响 ． 确定 聚丙烯纤维 的掺加工 艺
强 效 果 １２２ 聚 丙烯 纤 维 的 改性 ．．
１ 实 验
１１ 实 验 原 料 ．
采用 硅烷偶联 剂对聚丙烯 纤维进行 改性 将硅烷
偶 联 剂 Ｓ Ａ １１ Ｃ 一 ６ ３用 无 水 乙 醇 配 成 浓 度 为 １ ％ 的 稀 ． ０
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２１ ００年 １ 期 ２
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烯纤 维放人 搅 拌机 内低 速 干拌 １ ｍ ｎ 加人 ． ｉ． ５ 水、 减水 剂 ， 高 速 搅 拌 １ ｍｉ ． ４ ｍ 再 ． ｎ 在 ０ ｍｘ ５
为２ ｍｎ 作为增强材 料 。 ０ ｉ） （） ： ３ 砂 选用 普通 建筑用 河砂 ， 细度 模数 ２８ 含 泥 ．， 量 ＜ ． 符 合Ｊ Ｊ２ 普 通 混凝 土 用砂 石 质量 标 准及 １ ％． ５ Ｇ５（
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献 表 明 ． 在水 泥 砂浆 中加 入 聚丙 烯纤 维 可 改善 其 抗
表 面 是 憎 水 的 ． 维 与 水 泥 砂 浆 基 体 界 面 粘 结 性 能 不 纤 甚 理 想 ｉ１ 实 验 对 聚 丙 烯 纤 维 增 强 水 泥 砂 浆 的 工 艺 ３ 本 － ５
纤 维 在 基 体 中 的掺 加 工 艺 有 两 种 ．即 先 掺 法 和 后
砂浆 混凝
硅烷偶联剂改性聚丙烯纤维水泥砂浆性能研究术
李 宝佳 李 国忠 宁 超
（ 南大学材 料科学 与工程学院 ． 南 ２ ０ ２ ） 济 济 ５ ０ ２
［ 摘 要】 考 察不 同的 聚丙 烯 纤 维掺 加 Ｔ 艺 对水 泥 砂 浆 的作 用 效 果 ，研 究 聚丙 烯 纤 维不 同掺 量 对水
４ ｍ ｘ ６ ｍ 的 三 连 模 中浇 注 成 型 试 样 ０ ｍ ｌ０ ｍ
依 据 Ｇ ７ — ７ 水 泥胶 砂 强度 检 验方 Ｂ１７ ７ （
法》测 试各 试样 的 ２ ｄ抗折 、抗 压 强度 ， ８ 用
Ｓ ２０ 一 ５ ０型扫描 电镜观察 试样 的微 观形貌
２ 结果 与 分 析
２１ 聚 丙 烯 纤 维 掺 加 工 艺 的确 定 ． 测 试 用 不 同掺 加 工 艺 制 成 试 样 的 ２ ｄ ８
释 液 ． 聚丙 烯 纤维 浸 泡 其 中 ２ ｍｉ 把 ０ ｎ后 ， 清水 反 复 用
（） 泥 ： １水 采用 山东 淄博 水 泥 ４ ． ２５ Ｒ级 普 通 硅 酸 清洗 去除纤 维表面多余偶 联剂 ， 干 即得改性纤 维 。 烘
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要求 。
按 照表 ｌ 原料 配 比进行 实验 。将水 泥 、 和聚丙 砂
表１ 实验 配 比
试 样 水 泥 骨 料 比 水 灰 比 减 水 剂 聚丙 烯纤 维 改 性 聚丙 烯 纤维
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（） ２ 聚丙 烯 纤维 ： 用 四川华 神 化学 建 材 有 限责 选
任公 司 生产 的 聚丙烯 纤 维 （ 其横 截 面为 三 叶型 ． 度 长
泥砂 浆 力学 性 能 的影 响 。 采用 硅 烷偶 联 剂 对 聚丙 烯 纤 维 进 行 表 面改 性 并 进 行增 强 砂 浆 实验 ， 结果 表 明 ： 性 聚丙 烯纤 维对 水 泥 砂浆 的增 强 效果 更 好 。利用 扫 描 电子 显 微镜 对 聚 丙 烯纤 维 增 强水 泥砂 浆 改 试 样进 行 微观 形 貌 分析 ， 步 探讨 改 性 聚丙 烯 纤维 增 强 水泥 砂 浆 的作 用 机 理 。 初
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（ ） 水剂 ： 用 聚羧 酸 减水 剂 ， 学 纯 ， 自济 ４减 选 化 购 南化工 市场 （ ） 面 改性 剂 ： ５表 采用 硅 烷偶 联 剂 Ｓ Ａ一 ６ ３ 购 Ｃ １１， 自济南化 工市场
｝济 南 铁路 局 科 技计 划 项 目（ Ｂ ５ ３ 。 Ｇ ０ ０ ）
［ 键 词】 聚丙 烯纤 维 ； 泥 砂浆 ； 关 水 表面 改性 ； 硅烷 偶 联剂
水 泥砂浆 作 为主 要建 筑 材 料 之一 ．应 用 十分 广 １２ 实验 设 计 ．
．． 泛 ， 其具有 先天性缺 陷 ， 但 即脆性大 、 韧性差＿ ｌ Ｊ 。研究 文 １２ １ 聚 丙 烯 纤 维掺 加 工 艺
— — — — — — — — １Ｅ ｅ ｔ ｏ ｉ ａ ｅ ｌ ｃ ｒ ｎ ｍ ｇ １
抗折、 抗压 强度 ， 实验结果 见 表 ２ 。
图１ 先 掺 法 中纤 维 分 散 情 况
图２ 后 掺 法 中 纤维 分 散 情况
由表 ２可 以看 出 ． 用 先掺 法工 艺 制得 试样 相 对 工艺 中纤维 吸水润湿后 会被水 泥所包 裹 ．导 致在搅拌 采 于后掺 法工 艺制得试 样 ，８ ２ ｄ抗折 、 抗压 强 度分别 提 高 过程 中纤维束 不易 打开 ． 在体 系 中纤 维呈束 团状 ， 明 将
折 、 弯、 抗 抗剪 、 冲击强度 和韧性 。通 常 ， 抗 聚丙烯纤 维 掺 法 先掺 法是将纤维与基体材料先干混合均匀 ． 然后 再 加水 混合均匀 后掺法是将基体材料 加水混合 均匀 后再加人 纤维混合均 匀 通过不 同掺加 工艺制取 聚丙
与性 能进行研 究 ． 采用硅 烷偶 联剂对 聚丙 烯纤 维进 烯纤维水 泥砂浆试样 ．考察 两种工艺对 聚丙烯纤维分 并
行表 面改性 ． 明显改善 了聚丙烯 纤维对 水泥砂 浆 的增 散性及制 品强度 的影 响 ． 确定 聚丙烯纤维 的掺加工 艺
强 效 果 １２２ 聚 丙烯 纤 维 的 改性 ．．
１ 实 验
１１ 实 验 原 料 ．
采用 硅烷偶联 剂对聚丙烯 纤维进行 改性 将硅烷
偶 联 剂 Ｓ Ａ １１ Ｃ 一 ６ ３用 无 水 乙 醇 配 成 浓 度 为 １ ％ 的 稀 ． ０
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２１ ００年 １ 期 ２
・ 土 泪
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烯纤 维放人 搅 拌机 内低 速 干拌 １ ｍ ｎ 加人 ． ｉ． ５ 水、 减水 剂 ， 高 速 搅 拌 １ ｍｉ ． ４ ｍ 再 ． ｎ 在 ０ ｍｘ ５