聚乙烯醇纤维复合水泥基材料性能的研究进展

基于聚乙烯醇（properties of polyvinyl alcohol,PVA）纤维的各种性能优异性及其发展前景，PVA纤维作为一种性能优良并且价钱低廉的材料，能够改善水泥基材料抗压强度低、抗折强度低、抗裂性能差等缺点。同时PVA纤维是当前一种较好的水泥混凝土增强材料，并且PVA纤维具有价格低、强度高等特点，是一种化学合成纤维，在水泥基混合料中的增强效果比其他纤维要显著，但目前PVA纤维在水泥基材料中的实际应用还未受到太多关注，因此，本文将以PVA纤维作为主要研究对象，介绍PVA纤维对复合水泥基材料力学及耐久性能的影响。     

聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料研究进展

普通混凝土具有许多优点,但其脆性大、易产生开裂,这将导致外界化学介质向内部扩散的速度加快,使建筑结构的使用寿命大幅度降低.加入聚乙烯醇纤维是解决这一问题的一种有效途径,并且能够显著改善水泥基材料的性能.论文介绍了聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料的国内外研究现状、动力学特性以及自愈合情况,探讨了该材料的微观设计理论,介绍了其应用,并对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料研究进行了展望.     

聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能研究

为研究掺聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能,首先根据聚乙烯醇纤维对水泥稳定碎石力学性能的影响规律,确定纤维最佳掺量和长度。基于间接拉伸疲劳试验和Weibull分布,对其疲劳寿命测试结果进行分析并建立疲劳方程。结果表明,聚乙烯醇纤维最佳掺量和长度为0.06%(质量分数)和24 mm;在最佳掺量和长度下,与未掺加纤维的水泥稳定碎石材料相比,聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的无侧限抗压强度提高约24%,劈裂强度提高约26%;对比不掺纤维的水稳碎石材料,其疲劳寿命也呈显著优势,当水泥用量为4%(质量分数)时,掺聚乙烯醇纤维与不掺纤维水泥稳定碎石斜率b之比为0.94~0.99,截距a之比为1.06~1.23。     

CA文摘

具有优越的抗热水性和高强度的轮胎增强用聚乙烯醇纤维及其制法 Hyosung Corporation（韩） KR 2004095903 2004.11. 16 聚乙烯醇纤维用对苯二甲醛交联,有优越的抗热水性和高强度。一种减少生产成本的制造方法。该聚乙烯醇纤维用于增强材料,如水泥,混凝土和橡胶。聚乙烯醇纤维用1500～1700聚合度和大于98．0％（mol）醇解度的聚乙烯醇树脂制造,     

聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料轴压徐变性能研究

通过自制加载装置,研究了聚乙烯醇纤维(PVA)增强水泥基复合材料在轴向压应力作用下的徐变性能.研究参数包括水胶比和纤维掺量.研究结果表明:纤维掺入会降低水泥基复合材料抵抗徐变的能力,相对于未掺纤维的水泥基复合材料,纤维掺量为1％时其120 d徐变增加了19.4％;适当的水胶比有利于胶凝材料充分反应,增加对PVA水泥基复合材料对徐变的抑制作用,当水胶比超过0.3时PVA水泥基复合材料的力学性能会出现一定程度的降低,且120 d徐变会呈现快速增加.基于分数阶导数理论,采用Abel粘壶替代标准线性固体模型中的牛顿粘壶,推导出用于描述水泥基复合材料的徐变模型,并利用该徐变模型对试验数据进行分析.结果表明,含Abel粘壶的徐变模型与试验数据吻合良好且稳定性较高.     

聚乙烯醇纤维掺量对水泥胶砂力学性能的影响

为了研究聚乙烯醇(PVA)纤维的掺量对水泥胶砂力学性能的影响,采用硫铝酸盐水泥、粉煤灰、硅灰、聚乙烯醇纤维等材料制备40 mm×40 mm×160 mm胶砂试件,通过流动度试验、抗折试验、抗压试验测试7组试件的力学性能。试验结果表明,随着纤维掺量的增加,胶砂的流动度逐渐降低。抗折、抗压试验中,试件的抗折强度均比不加纤维的有不同程度提高,掺加质量分数0.20%的PVA纤维的试件3、7、28 d的抗折强度均最大;试件的抗压强度和抗折强度的变化规律相同。韧性数值表明,试件在龄期为3 d的测试结果呈上升趋势,龄期为7 d和28 d呈下降趋势。经综合比较,PVA纤维质量分数为0.20%时,试件的力学性能最佳。     

医用聚乙烯醇材料应用进展

综述了高分子材料聚乙烯醇在医学中的应用情况，如聚乙烯醇膜、聚乙烯醇水凝胶、聚乙烯醇纤维、聚乙烯醇海绵体的应用现状及发展方向。     

纤维增强泡沫混凝土的性能试验研究

在泡沫混凝土中添加了不同含量的聚乙烯醇纤维,研究了聚乙烯醇纤维含量对泡沫混凝土力学性能、干缩性能和抗冻性能的影响。结果表明：聚乙烯醇纤维增强混凝土的28d抗压强度和28d抗折强度以及干密度、吸水率和导热系数随着聚乙烯醇纤维含量增加的变化趋势相同;硅灰和水泥含量相对更高的C3试件具有更小的吸水率和更大的导热系数;在相同龄期下(1～28 d),聚乙烯醇纤维增强混凝土的干燥收缩值从大至小顺序为A3试件>B3试件>C3试件,即C3试件具有最小的干缩收缩值;相同聚乙烯醇纤维含量的C组试件的质量损失率和强度损失率最小,具有相对更好的抗冻性能,但是聚乙烯醇纤维含量不宜超过1.2%。     

纤维在水泥混凝土中的应用

本文概述了纤维在水泥混凝土中应用的历史和现状，简要阐述了纤维增强水泥混凝土材料的增强机理，综述了常用纤维类型及纤维在水泥混凝土复合材料中所起的作用，并展望了纤维增强水泥混凝土复合材料的发展前景。     

纤维水泥基材料中纤维分布均匀程度与弯曲性能关系的研究

对配合比和加工制作过程完全相同聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料,通过采用一种对试件断面抛光,涂荧光粉的显微成像法对PVA纤维在水泥基材料中的分布状况进行量化测定;通过3点弯曲试验并结合测定结果研究了纤维分布对材料弯曲性能的影响.纤维测定结果表明:荧光显微成像法在划分网格适当的条件下可以准确的量化测定PVA纤维的分布,3点弯曲试验和纤维分布测定结果表明:纤维分布对材料的开裂强度没有影响,但是却决定了开裂强度到弯曲强度的提高幅度和弯曲韧度.纤维分布越均匀,提高幅度和弯曲韧度越大,同时材料的弯曲强度及相应的挠度也越大.     

断裂韧度对PVA纤维水泥基材料弯曲性能的影响

对加入超强吸水性能SAP颗粒形成的聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基材料,通过楔劈拉伸试验研究了材料的断裂韧度,三点弯曲试验研究了材料的弯曲性能,同时基于微观力学机理分析了断裂韧度对PVA纤维水泥基材料延性的影响.断裂试验结果表明:水泥基体断裂韧度随SAP颗粒掺量增大而减小;弯曲试验结果表明:开裂强度与弯曲强度随SAP颗粒掺量增大而降低,但弯曲韧度随SAP颗粒掺量增大而提高;依据能量准则与强度准则发现:掺入SAP颗粒后的PVA纤维水泥基材料的延性提高与高的E值与S值相关.     

氧化石墨烯复合PVA纤维增强水泥基材料的力学性能及耐久性研究

为解决混凝土耐久性差、脆性大等问题,研究了氧化石墨烯(GO)复掺聚乙烯醇(PVA)纤维对低水灰比水泥基材料力学性能及耐久性能的影响.利用Hummers法制备GO,并表征GO的结构和性能,通过测试分析了不同配合比砂浆的力学性能和耐久性,并通过MIP(压汞法)和SEM(扫描电镜)分析了氧化石墨烯以及PVA纤维对水泥基材料的改性机理.结果表明GO和PVA纤维均能提高水泥基材料的力学性能以及耐久性.GO复掺PVA纤维可以显著改善水泥基材料孔结构,降低孔隙率,提高水泥基材料抗氯离子渗透性能并降低水泥基材料收缩率.     

聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石基层疲劳寿命分析

以线性累积疲劳损伤理论为基础,提出以路面基层层底拉应力为控制指标,并考虑不同基层材料以及层间接触条件的水稳碎石基层疲劳寿命预估方法.利用云南地区轴载调查记录和气温数据,计算全年不同温度区间、不同轴载等级下路面基层层底拉应力,并以此为依据预估基层疲劳寿命.计算结果表明,掺加聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石基层疲劳寿命为普通水泥稳定碎石基层的2.6～3倍,层间光滑状态时基层疲劳寿命仅为层间连续状态下的0.1倍.     

化学纤维的发展与聚乙烯醇新纤维

综述了当今世界化学纤维的发展趋势，如高性能纤维、防护纤维、智能纤维、纳米纤维等；并介绍了新型聚乙烯醇纤维，如聚乙烯醇纳米纤维、导电纤维、防紫外线纤维、远红外纤维、抗菌纤维和负离子纤维。     

纤维对泡沫混凝土性能影响的研究

利用42.5R级普通硅酸盐水泥、聚乙烯醇纤维以及蛋白质发泡剂制备泡沫混凝土,并对聚乙烯醇纤维泡沫混凝土的性能进行研究。结果表明：聚乙烯醇纤维在泡沫混凝土中呈现出三维、单根状乱向分布的状态,与浆体的相容性良好,能够影响孔径、孔隙率等性能,改善孔结构,对强度起到一定的提高作用。     

天然纤维复合泡沫材料的制备

研究了以天然纤维作为骨架材料，聚乙烯醇及其衍生物为泡沫体，并且利用Lyocell纤维的增强作用，采用适当的交联加速剂，制备成的一种新型的可降解亲水泡沫材料。通过正交实验法探讨其最佳制备条件，并对其性能进行了表征。     

碳纤维增强水泥的发展

一种由PAN基碳纤维制做的特种纤维增强水泥已由日本的Toho Rayon和Taisei公司联合研制成功。这种复合材料采用类似于树脂基复合材料的工艺技术生产,如预浸/铺放、纤维缠绕和拉挤;与传统类型的材料包括短切纤维增强水泥相比,它具有优良的机械性能和其它性能,其机械性能是从工艺因素的角度论述的。本文也介绍了这种碳纤维增强水泥复合材料在民用工程和建筑领域中的潜在用途。     

可乐丽PVA纤维助混凝土长期耐开裂

可乐丽美国公司和其分销商Nycon公司推出一种用于混凝土的高性能聚乙烯醇（PVA）结构纤维增强材料Kuralon。每立方米混凝土中加入0．6kg的Kuralon，可使混凝土长期干收缩开裂率降低40％或更多，与用PP纤维作为改性剂相比，用量减少一半多，但改性效果却提高50％。     

多尺度纤维增强水泥基材料的研究进展

随着现代工程技术的不断进步,超高层、超深井、大跨度等复杂恶劣环境对水泥基材料提出了更高的要求,鉴于水泥基材料是一种具有多尺度结构特征的复合材料,因此使用多尺度纤维是增强水泥基材料性能的有效途径.本文在综述国内外水泥基材料多尺度特征研究进展的基础上,介绍了水泥基材料的多尺度模型发展概况,指出了目前的研究中各个尺度模型之间的联系不够紧密的不足;总结了水泥基材料内部裂纹由微观至宏观的多尺度扩展、破坏过程;论述了单一纤维和多尺度纤维增强水泥基材料的研究现状,提出了目前应加强对多尺度纤维的增强机理的研究、开发性价比更高的纤维体系等建议.最后对多尺度纤维增强水泥基材料的研究方向进行了展望.     

PVA纤维混凝土力学参数间的相关关系

对高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维混凝土材料进行大量标准材性试验，并在此基础上研究了PVA纤维混凝土各种常见力学参数之间的关系，为更好、更方便的应用PVA纤维混凝土打下基础；研究表明，相对于普通混凝土材料，加入PVA纤维的混凝土材料各种参数之间的关系稍微改变，随纤维含量的变化也有所变化。