聚丙烯纖維作用機(jī)理是什么？

答：聚丙烯纖維是一種柔性纖維，常態(tài)下會相互糾結(jié)在一起，不易分散。纖維在石膏基體中分散越均勻，石膏試樣的力學(xué)性能提高越多。隨著纖維摻量的提高，纖維對石膏基體的增強(qiáng)作用也不斷提高，但是摻量越大，纖維越難分散。在成型過程中，相互糾結(jié)的若干根纖維之間無法得到漿料的浸潤而分開，在石膏水化硬化后，這一部位將產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致石膏強(qiáng)度降低。因此，纖維摻量達(dá)到一定值后(本試驗(yàn)為0.70％)，再提高其摻量將使石膏試樣的力學(xué)性能不增反降。

由于三葉型聚丙烯纖維要比普通圓形纖維的比表面積大，這樣就加大了纖維與石膏基體之間的作用力。試樣中摻加纖維后，纖維與石膏基體之間存在著界面吸附黏結(jié)力、機(jī)械嚙合力等作用力。當(dāng)試樣發(fā)生抗折破壞時(shí)，這幾種作用力主要在纖維切線方向克服破壞做功，提高試樣達(dá)到破壞所需的破壞能或值，從而提高試樣抗折強(qiáng)度；當(dāng)試樣發(fā)生抗壓破壞時(shí)，這幾種作用力在纖維法線方向(受力方向)幾乎沒有作用效果，纖維以其柔性性質(zhì)傳遞并吸收部分能量，從而提高試樣的抗壓強(qiáng)度。因此，摻加聚丙烯纖維對試樣抗折強(qiáng)度的影響效果要優(yōu)于其對抗壓強(qiáng)度的影響效果。

聚丙烯纖維和聚合物乳液對石膏復(fù)合改性的效果如何？

答：摻加聚丙烯纖維能有效提高石膏產(chǎn)品的力學(xué)性能，同時(shí)對其耐水性能有一定程度的削弱。由于聚丙烯纖維具有相對較大的自由表面，在其上存在著羥基等極性基團(tuán)，它們對極性水分子的吸附作用顯著，會在試樣內(nèi)部形成滲水通道，因此石膏產(chǎn)品浸水后的抗壓強(qiáng)度保留率比沒有纖維的空白試樣低；由于聚丙烯纖維自身的耐水性能好并對試樣的抗折強(qiáng)度具有很大貢獻(xiàn)，所以雖然浸水后石膏產(chǎn)品的抗折強(qiáng)度下降明顯，但其抗折強(qiáng)度保留率仍比沒有纖維的空白試樣高。有機(jī)乳液在基體與纖維之間的界面上具有“填充”作用，乳液中的不同基團(tuán)會選擇性地錨固在石膏基體或纖維表面，在石膏基體與纖維之間形成一個(gè)界面層，從而使彼此間的界面結(jié)合更為緊密，可以有效阻止水份侵入，提高石膏產(chǎn)品的耐水性能。

由于有機(jī)乳液的界面層作用，試樣破壞時(shí)大量石膏基體黏連在纖維表面被一起拔出，這說明兩者界面間結(jié)合牢固，增強(qiáng)效果明顯；另一方面，試樣受力時(shí)，界面層的存在可有效傳遞應(yīng)力，減弱某些局部的應(yīng)力集中，阻止界面裂紋的擴(kuò)展，使裂縫不能首先在界面上發(fā)生。因此聚丙烯纖維和聚合物乳液復(fù)合改性的石膏其力學(xué)性能得到了明顯改善。

在石膏制品中同時(shí)加入聚丙烯纖維與聚合物乳液可得到如下的效果：

1、在聚丙烯纖維和聚合物乳液復(fù)合改性的石膏中，聚合物乳液可在石膏基體與纖維之間形成界面層，使彼此間的界面結(jié)合更為緊密，并有效傳遞應(yīng)力，從而提高建筑石膏的力學(xué)性能。聚丙烯纖維的摻量為0.07％時(shí)比較適宜，此時(shí)建筑石膏的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度有所提高。

2、硬脂酸-聚乙烯醇乳液中的硬脂酸可以改變毛細(xì)孔內(nèi)表面的性質(zhì)，使其由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)樵魉?；硬脂酸鈉能使水分不易滲入試樣內(nèi)部；聚乙烯醇形成的縮水凝膠可在毛細(xì)孔中形成不規(guī)則網(wǎng)膜，進(jìn)一步提高石膏的耐水性能。  

玻璃纖維在石膏基體中的分布方式有哪幾種？

答：玻璃纖維在石膏基體中的分布方式通常有以下三種：

(1)一維定向排列：將玻璃纖維無捻粗紗沿某一方向定向分布于石膏基體中。為充分發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用，應(yīng)使纖維分別設(shè)置在纖維石膏板的上、下面層中，為防止石膏制品出現(xiàn)分層，應(yīng)使纖維束被石膏漿體浸透。

(2)二維平面分布：在石膏板的上、下面層中鋪設(shè)玻璃纖維網(wǎng)絡(luò)布，材料分層現(xiàn)象較嚴(yán)重，界面結(jié)合情況不理想，強(qiáng)度下降明顯。

(3)三維隨機(jī)分布：將玻璃纖維短切后，加入到石膏基體中成型。這種增強(qiáng)方式所需設(shè)備簡單、操作便捷，是目前使用較多的一種增強(qiáng)方式。其缺點(diǎn)是玻璃纖維易出現(xiàn)分布不勻、折斷及結(jié)團(tuán)的現(xiàn)象。如果玻璃纖維采用合適的長度和摻加量，就能夠較好地解決這個(gè)問題。