專(zhuān)利名稱(chēng)：用于改良混凝土的塑性纖維的制作方法
本申請(qǐng)權(quán)利要求見(jiàn)U.S.臨時(shí)申請(qǐng)序列No.60/344,134，2001年12月27日提交。
本發(fā)明涉及用于混凝土增韌和增強(qiáng)的塑性纖維以及含有該纖維的混凝土。
一般地，混凝土是一種脆性材料，其壓縮強(qiáng)度高但拉伸強(qiáng)度低。在混凝土生產(chǎn)工業(yè)中，所有的混凝土工件一般根據(jù)壓縮強(qiáng)度來(lái)表示規(guī)格。提高混凝土斷裂強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度)和韌性的任何嘗試幾乎都需要引入增強(qiáng)添加物。例如，加入鋼筋條可使結(jié)構(gòu)牢固但并不能消除斷裂；也可加入金屬篩網(wǎng)減少斷裂但不能用于復(fù)雜幾何形狀混凝土的有效增強(qiáng)。
塑性纖維的細(xì)單絲已被用于提高拉伸強(qiáng)度和降低塑性收縮斷裂。塑性收縮斷裂的發(fā)生源于收縮開(kāi)始時(shí)收縮受到的限制，這種限制，例如在鋪路時(shí)由于混凝土被澆注在一巖床上而增加。但是，這些細(xì)單絲對(duì)凝固混凝土的拉伸或彎曲強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響。為提高強(qiáng)度(提高混凝土的結(jié)構(gòu)牢固性)，一般需要加入鋼筋條或篩網(wǎng)。
塑性纖維的例子包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、芳族聚酰胺類(lèi)(例如，KEVLAR)和聚乙烯醇纖維。但是，所有這些纖維都存在一種或多種問(wèn)題，如成本高、抗堿性差、韌性差、或混凝土與纖維之間的界面粘合性差。
聚丙烯和聚乙烯由于其高韌性和低成本目前已成為最優(yōu)選的纖維，遺憾的是，這些纖維的界面粘合性非常差。為解決這一問(wèn)題，如WO 980766所述，可通過(guò)在纖維表面涂覆一種液體如甘油醚或乙二醇醚，在纖維表面形成涂層。也可通過(guò)氣相沉積涂覆涂層，如JP60054950所述。類(lèi)似地，可進(jìn)行表面化學(xué)改性，如JP10236855所述(聚氧化烯苯基醚磷酸酯和聚烷氧基脂肪酸酯的表面處理)。遺憾的是，這些方法必然會(huì)導(dǎo)致成本提高，、工藝復(fù)雜、涂層和纖維的粘合性可能不足。
另一種解決方法是將無(wú)機(jī)粒子結(jié)合在纖維內(nèi)和纖維上，如JP07002554所述。遺憾的是，這種纖維加工非常困難(例如，纖維斷裂)并且成本提高，一般纖維的韌性降低。
另外，已知優(yōu)選粗纖維用于提高混凝土的韌性和強(qiáng)度。遺憾的是，由于表面積降低，粗纖維進(jìn)一步加重了與混凝土基體粘合性差的問(wèn)題。此外，這些方法都沒(méi)有說(shuō)明與混凝土中塑性纖維有關(guān)的另一問(wèn)題，即粗纖維易于聚集在一起成球，加入混凝土中時(shí)，這些球很難斷開(kāi)，導(dǎo)致混凝土的性能降低。
因此，需要提供一種改善了的纖維用于提高混凝土的性能，如，改進(jìn)以前工藝中的一種和多種不足，例如，提高塑性收縮斷裂和強(qiáng)度而沒(méi)有粗纖維造成的問(wèn)題。
發(fā)明概述我們現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一種新的細(xì)單絲纖維，不使用粗纖維、篩網(wǎng)或鋼筋條可同時(shí)提高混凝土的塑性收縮斷裂和強(qiáng)度。
本發(fā)明的第一方面是單絲增強(qiáng)纖維，此纖維包括一個(gè)至少部分被外殼包裹的聚烯烴內(nèi)芯，所述外殼是一種烯烴和至少一種烯烴不飽和共聚單體的共聚物，該烯烴不飽和共聚單體選自不飽和羧酸、烷基丙烯酸酯、烷基甲基丙烯酸酯和乙烯酯。
本發(fā)明的第二方面是混凝土制件，該制件包括含有本發(fā)明第一方面中單絲增強(qiáng)纖維的混凝土。
增強(qiáng)纖維可用于任何低溫凝固的無(wú)機(jī)制件如混凝土、沙漿、石膏制件和墻板。本發(fā)明的混凝土可用于任何適用混凝土的應(yīng)用方面，但特別適合用于停車(chē)庫(kù)、橋面、白頂、隧道、礦井、斜坡穩(wěn)定物、建筑目的如觀景石、溜冰場(chǎng)、現(xiàn)代建筑、藝術(shù)雕刻、快速設(shè)置/無(wú)坍落度屋頂、游泳池和現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的維修和翻新。
增強(qiáng)纖維增強(qiáng)纖維是一種單絲，包括一個(gè)至少部分被外殼包裹的內(nèi)芯，內(nèi)芯由聚烯烴組成?！熬巯N”一詞指聚合物或由簡(jiǎn)單烯烴單體如乙烯、丙烯、丁烯和異戊二烯產(chǎn)生的共聚物，可包括一種或多種可共聚的單體，不包括文中所述外殼中聚合物的共聚單體。這樣的聚合物(包括原料、原料比例、聚合溫度、催化劑及其他條件)已為本領(lǐng)域人員熟知并且在此參照說(shuō)明本發(fā)明目的。
聚烯烴包括例如聚丙烯、聚乙烯和它們的共聚物及混合物，以及乙烯-丙烯-雙烯三元共聚物。優(yōu)選聚烯烴為聚丙烯、線性高密度聚乙烯(HDPE)、非均相-支化線性低密度聚乙烯(LLDPE)如DOWLEX聚乙烯樹(shù)脂(陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Company)的一種商品牌號(hào))、非均相-支化超低密度聚乙烯(ULDPE)如ATTANE ULDPE(陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Company)的一種商品牌號(hào))、均相-支化線性乙烯/α-烯烴共聚物如TAFMER(三菱石油化學(xué)有限公司(MitsuiPetrochemicals Company Limited)的一種商品牌號(hào))和EXACT(?？松瘜W(xué)公司(Exxon Chemicals Company)的一種商品牌號(hào))；均相支化、基本線性的乙烯/α-烯烴聚合物，如AFFINITY(陶氏化學(xué)公司(DowChemical Company)的一種商品牌號(hào))和ENGAGE(DuPont DowElastomers L.L.C的一種商品牌號(hào))聚烯烴彈性體，可按U.S.專(zhuān)利5,272,236和5,278,272公開(kāi)的方法制備；以及高壓自由基聚合的乙烯聚合物和共聚物，如低密度聚乙烯(LDPE)。更優(yōu)選的聚烯烴為均相支化線性和基本線性的乙烯共聚物，其密度(按ASTM D-792測(cè)定)為0.85到0.99g/cm3，重均分子量與數(shù)均分子量的比(Mw/Mn)為1.5到3.0，測(cè)定的熔融指數(shù)(按ASTM D-1238(190/2.16)測(cè)定)為0.01到100克/10分鐘，且I10/I2為6到20(按ASTM D-1238(190/10)測(cè)定)。
當(dāng)所用聚烯烴為高密度聚乙烯(HDPE)時(shí)，一般其密度至少為0.94克每立方厘米(g/cc)(ASTM測(cè)試方法D-1505)。HDPE通常采用類(lèi)似制備線性低密度聚乙烯的技術(shù)生產(chǎn)，這樣的技術(shù)已在U.S.專(zhuān)利2,825,721；2,993,876；3,250,825和4,204,050中描述。本發(fā)明實(shí)際所用優(yōu)選HDPE的密度為0.94到0.99g/cc且熔融指數(shù)為0.01到35克/10分鐘，按ASTM測(cè)試方法D-1238測(cè)定。
優(yōu)選內(nèi)芯是選自聚丙烯和聚乙烯的均聚物，最優(yōu)選內(nèi)芯是聚丙烯，其熔體流動(dòng)速率為4到20，如那些市售商品牌號(hào)為INSPIRE(陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Co.Midland，MI)的聚丙烯。
外殼是烯烴共聚物，所述烯烴選自乙烯、丙烯、丁烯、異戊二烯和它們的混合物并且至少一種烯屬不飽和共聚單體選自不飽和羧酸、烷基丙烯酸酯、烷基甲基丙烯酸酯、乙烯酯和它們的混合物。優(yōu)選烯烴是乙烯或丙烯，更優(yōu)選烯烴是乙烯。優(yōu)選共聚單體是羧酸，更優(yōu)選共聚單體是丙烯酸或甲基丙烯酸，最優(yōu)選共聚單體是丙烯酸。
優(yōu)選的外殼乙烯和共聚單體的共聚物見(jiàn)U.S.專(zhuān)利Nos.4,599,392；4,988,781和5,384,373所述，特別優(yōu)選的共聚物為乙烯和丙烯酸的共聚物，如那些市售商品牌號(hào)為PRIMACOR(陶氏化學(xué)公司(Dow ChemicalCo.Midland，MI)的共聚物。外殼共聚物的其他例子包括乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共聚物，如ESCORENE聚合物(?？松瘜W(xué)公司(ExxonChemicals Company)的一種商品牌號(hào))，及ELVAX(E.I.du Pont deNemours & Co.的一種商品牌號(hào))。
一般地，共聚物是含有至少1％到至多50％(重量百分比)共聚單體的共聚物。優(yōu)選共聚物是含有至少2％、更優(yōu)選至少5％、更優(yōu)選至少10％、最優(yōu)選至少20％到優(yōu)選至多45％、更優(yōu)選至多40％、最優(yōu)選至多38％(重量百分比)共聚單體的共聚物。
一般地，聚烯烴內(nèi)芯包括至少50％(體積百分比)到至多95％(體積百分比)的增強(qiáng)纖維。優(yōu)選內(nèi)芯聚合物包括至少60％、更優(yōu)選至少70％、最優(yōu)選至少75％到優(yōu)選至多94％、更優(yōu)選至多90％、最優(yōu)選至多88％的增強(qiáng)纖維。
增強(qiáng)纖維可以是任何形狀(指截面的形狀)如圓形、方形、三角形、葉形、星形和片形(即，類(lèi)似帶狀)。但是，直徑不應(yīng)太大以至于混凝土在典型載荷(如，0.01％到0.2％體積百分比)下纖維不能提高其塑性收縮斷裂。纖維的直徑也不應(yīng)太小以至于難于加入到混凝土中和/或?qū)炷粱旌衔锏牧髯冃袨楫a(chǎn)生不利影響。以登尼爾表示(長(zhǎng)900米纖維的質(zhì)量克數(shù))，纖維的直徑一般為至少0.1到至多50登尼爾，優(yōu)選登尼爾至少為1，更優(yōu)選至少為1.5并最優(yōu)選至少為2到優(yōu)選至多為30，更優(yōu)選至多為20并最優(yōu)選至多為12。
外殼至少部分包裹了內(nèi)芯聚合物。所述“部分”一般指至少10％的內(nèi)芯聚合物表面被外殼聚合物覆蓋，優(yōu)選至少20％，更優(yōu)選至少50％，甚至更優(yōu)選至少75％并且最優(yōu)選至少90％的內(nèi)芯聚合物表面被外殼覆蓋。優(yōu)選的實(shí)施方式包括外殼基本覆蓋內(nèi)芯聚合物的整個(gè)表面或完全覆蓋內(nèi)芯聚合物的表面。當(dāng)然，“完全覆蓋”并不包括纖維切斷后的末端面。
增強(qiáng)纖維的制備一般地，纖維可通過(guò)熟知的工藝制備，如熔融紡絲、濕紡絲或組合紡絲。本發(fā)明的纖維可以被擠出成所需要的任何尺寸或長(zhǎng)度，也可以被擠出成所需要的任何形狀，例如，柱形、交叉形、三葉形或類(lèi)似帶狀物的截面。
纖維可以具有下列纖維截面結(jié)構(gòu)(1)并排(2)殼-芯(3)海島及(4)柑橘狀(切開(kāi)的餅狀)(1)并排制備并排雙組分纖維的方法見(jiàn)U.S.專(zhuān)利5,093,061所述，該方法包括(1)兩聚合物流通過(guò)管口分別進(jìn)料并以大體上相同的速度匯合，在噴絲頭下方并排合并為一結(jié)合流；或(2)兩聚合物流通過(guò)管口分別進(jìn)料，在噴絲頭表面匯合，以大體上相同的速度在噴絲頭表面并排合并為一結(jié)合流。在這兩種情形中，每一聚合物流在合并點(diǎn)的速度由其計(jì)量泵的速度和管口的尺寸確定。纖維截面在兩組分間有一直的界面。
并排纖維一般用于制備自卷曲纖維，所有市售自卷曲纖維都使用各組分具有不同收縮特性的體系制備。
(2)殼-芯殼-芯雙組分纖維是那些其中一組分(芯)完全被另一組分(殼)包圍的纖維，粘合性對(duì)于纖維的牢固性并不總是必要的。
最普遍的制備殼-芯纖維的方法是一種將兩種聚合物液體(熔融體)分別導(dǎo)向非常靠近噴絲頭管口的位置、然后以殼-芯形式擠出的技術(shù)。在這種同心纖維情形中，管口供應(yīng)的“芯”聚合物處于紡絲管口出口的中心，嚴(yán)格控制內(nèi)芯聚合物流體的流動(dòng)狀況以維持紡絲時(shí)兩組分的同心性。調(diào)節(jié)噴絲頭管口，纖維截面內(nèi)可以得到不同形狀的芯或/和殼。
當(dāng)需要表面具有一種聚合物的特性，如光澤性、染色性和穩(wěn)定性，而內(nèi)芯可以提供強(qiáng)度和降低成本時(shí)，可以使用殼-芯結(jié)構(gòu)。在無(wú)紡布生產(chǎn)工業(yè)中，殼-芯纖維可用作卷曲纖維和粘接纖維。
制備殼-芯雙組分纖維的方法見(jiàn)U.S.專(zhuān)利3,315,021和3,316,336所述。
(3)海島海島纖維也稱(chēng)作基體-絲纖維，包括非均相的雙組分纖維。制備海島纖維的方法見(jiàn)U.S.專(zhuān)利4,445,833所述，該方法包括將芯聚合物流通過(guò)小管注入外殼聚合物流中，每一芯聚合物流用一支管。結(jié)合的殼-芯流在噴絲頭孔內(nèi)匯合并形成海島組合流。
在紡絲工藝中用一個(gè)靜態(tài)混合器將不同的聚合物流混合也可制備海島雙組分纖維，該靜態(tài)混合器將聚合物流分開(kāi)并再次劃分形成有多個(gè)芯的基體流，這種制備海島纖維的方法見(jiàn)U.S.專(zhuān)利4,414,276所述。
當(dāng)需要提高纖維模量、降低回潮、降低染色性、提高定形能力或使纖維具有獨(dú)特的光澤外表時(shí)，可使用海島結(jié)構(gòu)。
(4)柑橘狀(切開(kāi)的餅狀)柑橘型雙組分或切開(kāi)的餅狀雙組分纖維可以通過(guò)聚合物分配和/或調(diào)節(jié)上述并排、殼-芯或海島纖維制備方法中所用裝置的噴絲頭而制得。例如，將第一聚合物流和第二聚合物流通過(guò)八個(gè)徑向通道而不是兩個(gè)通道交替地引向噴絲頭孔，產(chǎn)生的纖維是一種分成八部分的柑橘型纖維。如果噴絲頭管口的形狀為有三或四個(gè)狹槽的圓盤(pán)(一種常用的制備中空纖維的管口形狀)，纖維為分成八部分的中空柑橘型纖維，這種中空柑橘型纖維也可通過(guò)使用如U.S.專(zhuān)利4,246,219和4,357,290所述的殼-芯紡絲裝置的特殊噴絲頭管口形狀來(lái)制備。
混凝土制件本發(fā)明的混凝土制件包括含有本發(fā)明單絲增強(qiáng)纖維的混凝土，即，纖維是一種單絲增強(qiáng)纖維，包括一個(gè)至少部分被外殼包裹的聚烯烴內(nèi)芯，所述外殼是烯烴和至少一種烯屬不飽和共聚單體的共聚物，該共聚單體選自不飽和羧酸、烷基丙烯酸酯、烷基甲基丙烯酸酯和乙烯酯。
用于形成本發(fā)明混凝土制件的混凝土可以是任何適合的混凝土，如那些本領(lǐng)域人員熟知的混凝土。一般地，混凝土是包括普通水泥的混合物。所用普通水泥是本領(lǐng)域通常理解的硅酸鹽水泥并由Hawley的簡(jiǎn)明化學(xué)詞典(Hawley’s Condensed Chemicmical Dictionary 12thEd.，R，Lewis，Van Nostrand Co.，NY，p239，1993)給出說(shuō)明。
可以理解混凝土中的增強(qiáng)纖維在環(huán)境條件下是一固體，即，聚合物以固體物質(zhì)加入并且在混凝土凝固后仍是固體。
混凝土中增強(qiáng)纖維量的變化范圍一般為混凝土制件的0.01％(體積百分比)到10％(體積百分比)，優(yōu)選增強(qiáng)聚合物的量至少為制件的0.015％，更優(yōu)選至少為0.2％，最優(yōu)選至少為0.25％到優(yōu)選至多為制件的5％，更優(yōu)選至多為2％，最優(yōu)選至多為1％(體積百分比)。
混凝土制件的制備通過(guò)將增強(qiáng)纖維、水和混凝土以任何適當(dāng)?shù)姆绞交旌峡芍苽浠炷林萍瑑?yōu)選混凝土的干燥組分(例如，水泥沙和石子)先干混然后再與水混合形成濕的混合物。
一般地，混凝土與增強(qiáng)纖維混合至少30秒到至多4小時(shí)，優(yōu)選混合時(shí)間為至少1分鐘，更優(yōu)選至少為10分鐘，最優(yōu)選至少為20分鐘到優(yōu)選至多為3小時(shí)，更優(yōu)選至多為2小時(shí)，最優(yōu)選至多為1小時(shí)。
對(duì)于混合物，可以加入其他對(duì)混凝土形成有用的添加劑，如苯乙烯-丁二烯、環(huán)氧、聚氨酯和乙烯-苯乙烯的聚合乳液及文中所述聚合物的合成聚合物乳液。
實(shí)施例增強(qiáng)纖維的實(shí)施例實(shí)施例1使用市售熔融紡絲設(shè)備，按“纖維發(fā)明技術(shù)”(Fibers InnovationTechnologies，Johnson City，TN)中的方法制備纖維，該纖維具有圓形截面且登尼爾為2。該纖維是殼/芯纖維，其中殼包括20％的纖維(體積百分比)。殼聚合物是乙烯-丙烯酸共聚物，可從陶氏化學(xué)公司(DowChemical Co.Midland，MI)購(gòu)得，商品牌號(hào)為PRIMACOR 3460。芯聚合物是12熔體流動(dòng)速率的聚丙烯(INSPIRE H509-12G聚丙烯，可從陶氏化學(xué)公司(Dow Chemical Co.Midland，MI)購(gòu)得)。
用于制備纖維的條件如下。含有芯聚合物的擠出機(jī)區(qū)域的溫度為1區(qū)210℃；2區(qū)220℃；3區(qū)230℃及4區(qū)230℃，4區(qū)是鄰近拔絲頭的區(qū)域。含有殼聚合物的區(qū)域的溫度為1區(qū)135℃；2區(qū)145℃；3區(qū)165℃及4區(qū)190℃。擠出壓力為1100磅每平方英寸(psi)(7.58MPa)，拔絲頭的溫度為245℃，急冷空氣的溫度為15℃。登尼爾放卷速度為1000米每分鐘(m/min)，收卷速度為1000m/min，收卷比為3.85比1。纖維為2登尼爾并切成長(zhǎng)18毫米(mm)。
混凝土的平均剩余強(qiáng)度實(shí)施例實(shí)施例2(含0.2體積％纖維的混凝土)將1份重量(pbw)的普通水泥(Holnam 1型)、2.38pbw的沙子(2NS)、1.95pbw的Pea石子、0.545pbw的自來(lái)水、0.0061pbw的RHEOBUILD 1000(可從Master Builders，Cleveland，OH購(gòu)得)、以及0.2體積％的實(shí)施例1中的纖維混和，制備混凝土混合物。
制備混凝土?xí)r，首先加入干的組分(例如，水泥、沙子和石子)并干混3分鐘。加入液體組分(水和RHEOBUILD)同時(shí)攪拌30秒，再混合60秒。停止混合器、刮擦混合器，再翻混4分鐘。然后加入纖維并混合3分鐘，定期刮擦混合器。然后按ASTM C192將混合物澆注成4”(101.6mm)×4”(101.6mm)×14”(355.6mm)(英寸)的條。將這些條用濕布蓋住并凝固24小時(shí)，然后揭開(kāi)蓋布，在一飽和石灰水池中凝固，總的凝固時(shí)間為14天。
凝固條的平均剩余強(qiáng)度(ARS)以ASTM C-1399為指導(dǎo)測(cè)定。將混凝土條放在一個(gè)0.5英寸(12.7mm)厚、寬和長(zhǎng)與混凝土條相同的條上，在Instron 8502上首先進(jìn)行預(yù)斷裂實(shí)驗(yàn)，使條承受0.004英寸(0.1016mm)每分鐘的恒定載荷移動(dòng)速率。在載荷再次增加之前的最小值處，混凝土條開(kāi)始斷裂，此后停止加載。然后抽去鋼筋條，使用0.01英寸(0.254mm)每分鐘的偏離速率測(cè)定預(yù)斷裂混凝土條的剩余強(qiáng)度(ARS)。使用下列公式計(jì)算平均剩余強(qiáng)度(ARS)ABS＝(L/bd2)(Pa+Pb+Pc+Pd)/4其中L是間距，以mm表示，b是條的平均寬度，以mm表示，d是條的平均深度(高度)，以mm表示，Pa+Pb+Pc+Pd是在偏離0.5、0.75、1.0和1.25mm時(shí)記錄的載荷，平均剩余強(qiáng)度為0.88MPa。
實(shí)施例3和4實(shí)施例3和4的實(shí)施方法同實(shí)施例1，不同的是實(shí)施例3中含有0.1％(體積百分比)的纖維，實(shí)施例4含有0.05％(體積百分比)的纖維，實(shí)施例3中的平均剩余強(qiáng)度為0.31MPa，實(shí)施例4中的平均剩余強(qiáng)度為0.26MPa。
塑性收縮斷裂實(shí)施例評(píng)價(jià)塑性收縮斷裂的測(cè)試方法同N.Banthia，et al.，RestrainedShrinkage Cracking in Fiber Reinforced ConcreteA Novel Test Technique，Cement and Concrete Research，Vol.26，No.1(1996)(N.Banthia，et al.，纖維增強(qiáng)混凝土中的受限收縮斷裂一種新的測(cè)試方法，水泥和混凝土研究，Vol.26，No.1(1996))中描述的方法。
實(shí)施例5(含0.1體積％纖維的混凝土)制備實(shí)施例4中的混凝土之前，先制備基底混合物，將本實(shí)施例中的混凝土澆注在上面進(jìn)行塑性收縮測(cè)試。將1份重量(pbw)的普通水泥(Holnam Type 1)、1.36pbw的沙子(2NS)、1.36pbw的石子、0.42pbw的自來(lái)水、0.0061pbw的超增塑劑(可從WR Grace購(gòu)得，理論40％固體-WRDA-19)和0.11pbw的煙化硅石混合，制備基底混凝土。基底混合的方式同實(shí)施例2。
將基底混凝土混合物澆注進(jìn)一個(gè)涂有凡士林的模具中，該模具長(zhǎng)910mm、寬89mm、高40mm。將頂部表面抹光滑后，直徑約為25mm的聚集體平齊地排列在整個(gè)表面上，聚集密度約為12個(gè)聚集體每100cm2。然后用塑料布將此基底蓋住凝固24小時(shí)。然后將基底從模具中取出，用水噴灑，并放入一塑料袋中凝固至少14天。
將1份重量(pbw)的普通水泥(Holnam Type 1)、1pbw的沙子(2NS)、0.05pbw的煙化硅石、1pbw的石子、0.48pbw的自來(lái)水和0.025％(體積百分比)的實(shí)施例1中的纖維混合制備本實(shí)施例中的混凝土混合物。混凝土混合物的混合方式同實(shí)施例1?；旌虾?，將混凝土混合物澆注進(jìn)一個(gè)涂有凡士林的模具中，該模具的底部有混凝土基底，模具比基底稍大些。將模具和基底放進(jìn)一容器中，溫度為46℃，風(fēng)速為340立方英尺每分鐘(相對(duì)濕度為10％到12％)。90分鐘后，取出模具。24小時(shí)后，取出樣品，確定混凝土中裂縫的面積，給出塑性收縮斷裂面積。
用尺子測(cè)定細(xì)小裂縫的長(zhǎng)并乘以0.056mm的近似寬度，由此確定塑性收縮面積，細(xì)小裂縫是有裂口但不易肉眼分辨的裂縫。對(duì)其他的裂縫拍照并通過(guò)圖象分析確定裂縫面積，塑性收縮斷裂面積為10mm2。
實(shí)施例6和7這些實(shí)施例的實(shí)施方法同實(shí)施例5，不同的是實(shí)施例5中混凝土中的纖維量為0.05％(體積百分比)，實(shí)施例6中混凝土中的纖維量為0.025％(體積百分比)，塑性收縮斷裂面積分別為62和28mm2。
對(duì)比實(shí)施例1本實(shí)施例的實(shí)施方法同實(shí)施例5，不同的是不使用纖維。塑性收縮斷裂面積為350mm2。
權(quán)利要求
1.一種單絲增強(qiáng)纖維，包括一個(gè)至少部分被外殼包裹的聚烯烴內(nèi)芯，所述外殼是一種烯烴和至少一種烯烴不飽和共聚單體的共聚物，該共聚單體選自不飽和羧酸、烷基丙烯酸酯、烷基甲基丙烯酸酯和乙烯酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其中所述烯烴是乙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其中所述聚烯烴是聚丙烯或聚乙烯。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的纖維，其中所述聚烯烴是聚丙烯或聚乙烯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的纖維，其中所述聚烯烴是聚丙烯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維，其中所述聚丙烯的融體流動(dòng)速率為4到20。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其中所述纖維的登尼爾為至少0.1到至多12。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的纖維，其中所述登尼爾至少為1。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的纖維，其中所述登尼爾至多為8。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其中所述外殼完全包裹內(nèi)芯。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維，其中所述烯烴是乙烯并且共聚物含有至少0.1重量％到至多50重量％的烯屬不飽和共聚單體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的纖維，其中所述烯屬不飽和共聚單體為丙烯酸。
13.一種混凝土制件，包括含有單絲增強(qiáng)纖維的混凝土，該纖維包括一個(gè)至少部分被外殼包裹的聚烯烴內(nèi)芯，所述外殼是烯烴和至少一種烯烴不飽和共聚單體的共聚物，該共聚單體選自不飽和羧酸、烷基丙烯酸酯、烷基甲基丙烯酸酯和乙烯酯。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混凝土制件，其中所述纖維在制件中的含量為0.01體積％到0.2體積％。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的混凝土制件，其中所述聚烯烴為聚丙烯并且烯烴為乙烯，共聚單體為丙烯酸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的混凝土制件，其中所述共聚物含有至少0.1重量％到至多50重量％的丙烯酸。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的混凝土制件，其中所述纖維的登尼爾為0.1到30。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的混凝土制件，其中所述登尼爾至多為12。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的混凝土制件，其中所述登尼爾至少為1。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的混凝土制件，其中所述烯烴是乙烯并且共聚物含有至少0.1重量％到至多50重量％的烯屬不飽和共聚單體。
全文摘要
發(fā)明了一種有效降低混凝土制件塑性收縮斷裂的單絲塑性纖維，該纖維包括一個(gè)至少部分被外殼包裹的聚烯烴內(nèi)芯，所述外殼是一種烯烴和至少一種烯烴不飽和共聚單體的共聚物，該共聚單體選自不飽和羧酸、烷基丙烯酸酯、烷基甲基丙烯酸酯和乙烯酯。
文檔編號(hào)D01F8/06GK1608151SQ02826057
公開(kāi)日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2002年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月27日
發(fā)明者H·P·雷迪, A·J·皮齊克, T·A·摩根, S·M·艾倫, J·R·馬拉, N·M·欣克爾 申請(qǐng)人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司