玻璃纤维力学性能指标
玻璃纤维和聚酯纤维混凝土力学性能的研究
Ｃｎ ｒ ｔｎ ｅ ｎｌ ｙ ｏ ｔｃｏ ｃ ｏ ｇ Ｉ ｓｕｉ Ｔ ｈ ｏ
【 章 编 号】 ０ ７９６ （０ ０ ０ — １１０ 文 １０ —４ ７ ２ １） ５０ ５ －３
玻璃 纤 维 和聚 酯纤 维混 凝 土 力学 性 能 的研 究
■ 崔子丰， 王伟（ 山东建筑科学研 究院，济 南 ２ ０ ３ ） ５ ０ １
材 料 ， 具有 价 格便 宜 、 料 易得 、 能优 良、 备 简 它 原 性 制 单 等优 点 ， 是 自身 也存 在 着 一些 缺 陷 ， 但 如混 凝 土 的 白重 大 、 性 大 、 拉 强 度 低 、 脆 抗 断裂 能低 等 弱 点 限 制 了它 的应用 【 。 维增 强混 凝土 ［ 混凝 土改性 的一 纤 ～ ３ ］ 是 个 重 要 手 段 ， 可 使 混 凝 土 的抗 拉 强度 、 形 能 力 、 它 变
１７ ｋ ， ０ ． Ｊ 比基 准 混 凝 土 的 ８ ．（ 提 高 了 ２ ．％ ， 聚 酯 纤 维 ４ ８ｌ ２Ｊ １ ８ 而 混 凝 土 的 断 裂 能 则 达 到 了 ｌ８６ Ｊ 比 基 准 混 凝 土 提 高 了 ３．ｋ ，
５ ．％。 ７１
水 泥 混凝 土 是 当代 广 泛应 用 的最 大 宗人 造建 筑
ａ ． ｇｅ
结果表明 ， ９ ｄ龄期 时， 酯纤 维和玻璃 纤维水泥 混凝 土的 在 ０ 聚
抗 压 强度 分 别 达 到 了 ５ ． ａ和 ５ ． ａ 比 同龄 期 素 混凝 ７９ ＭＰ １ ＭＰ ， ３
土试样 的 ４ ． ａ ３７ ＭＰ 分别提 高了 ３ ． 和 １．％；而劈拉 强度 ２５ ７４ 分别达到 了５６ ＭＰ ． ５ ａ和 ４９ ＭＰ ，比 同龄期素 混凝 土试样 的 ． ４ ａ
玻纤特性
电绝缘用玻璃纤维的特性一、电气特能电气工业中采用的是碱金属氧化物含量与0．8％的无碱铝硼硅酸盐玻璃成分。
研究表明，E玻璃纤维具有和E玻璃同样优良的介电性能。
不同的是，纤维具有很大的表面积，相应的织物具有很大的空隙率，直接使用时介电强度很小，仅与相同厚度的空气层的介电强度相当。
另一方面，由于空隙的吸附作用，使得织物的绝缘电阻对于环境相对湿度的变化十分敏感。
据报道，当相对湿度从35％增加到95％时，经脱蜡热清洗的E玻璃纤维布的体积电阻率下降了4次方，而采用憎水处理的玻璃纤维布的下降幅度则较小。
见表10－1。
因此，电绝缘用玻璃纤维布必需浸渍绝缘漆或树脂等液体绝缘材料，来填充织物中的空隙，并在织物表面形成一层连续、平整和厚薄均匀的漆膜，才能提高其防潮性能和介电强度。
尤其是湿态介电强度。
温度是影响电介质介电性能的另一个重要因素。
硅酸盐玻璃属离子导电，其绝缘电阻随温度的升高而降低，而介质损耗却随温度的升高而增大。
玻璃布的体积电阻率和介质损耗与温度的关系见表10—2。
E玻璃介电性能与温度和频率的关系见表10—3。
E玻璃纤维的介质损耗小，在交流电压作用下所产生的介质损耗也小，是一种适于在高频、高压下工作的绝缘材料。
此外，E玻璃纤维还具有良好的抗电晕、抗电弧性能。
二、力学性能（一）抗拉强度抗拉强度高，尤其是高温保留强度高，是E玻璃纤维的一个重要特性。
E玻璃纤维纱的强度与热处理温度的关系如图10－1所示。
从图中可以看出，在200℃以下时，曲线呈平缓下降，纱线的强度保留率均在80％以上。
而有机纤维在200℃以下热处理时，其强度几乎完全丧失。
因此，E玻璃纤维织物适用于制造不同耐热等级的绝缘材料，同时也是一种性能良好的补强材料。
（二）伸长率玻璃纤维是完全弹性体，其断裂伸长率为3％。
这个数值与粉云母纸断裂时的伸长率相近。
这样在玻璃粉云母带中由于玻璃布的有效补强作用，克服了粉云母纸对机械负荷敏感的弱点，从而解决了粉云母带在使用中产生的屏障性损坏的问题。
玻纤分类
一、玻璃纤维定义玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，它是以天然矿石为原料，按设计的配方进行配比后，进行高温熔制、拉丝、络纱、织布等工序最后形成各类产品。
具有强度大，弹性模量高，伸长率低，电绝缘性好、耐腐蚀等优点，通常作为复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料等，广泛应用于国民经济的各个领域。
二、玻纤分类玻璃纤维的分类方法很多。
一般可从玻璃原料成分、单丝直径、纤维外观、生产方法及纤维特性等方面进行分类。
以玻璃原料成分分类，是目前最为通俗的一种方法，主要用于连续玻璃纤维的分类。
以不同的碱金属氧化物含量来区分，碱金属氧化物一般指氧化钠、氧化钾，由纯碱、芒硝、长石等物质引人。
碱金属氧化物是普通玻璃的主要组分之一，其主要作用是降低玻璃的熔点。
但玻璃中碱金属氧化物的含量愈高，它的化学稳定性、电绝缘性能和强度都会相应降低。
因此，对不同用途的玻璃纤维，要采用不同含碱量的玻璃成分。
从而经常采用玻璃纤维成分的含碱量，作为区别不同用途的连续玻璃纤维的标志。
根据玻璃成分中的含碱量，可以把连续纤维分为如下几种：无碱纤维(通称E玻璃)：R2O含量小于0.8%：是一种铝硼硅酸盐成分。
它的化学稳定性、电绝缘性能、强度都很好。
中碱纤维(C玻璃)：R20的含量为11.9％-16.4％，是一种钠钙硅酸盐成分，因其含碱量高，不能作电绝缘材料，但其化学稳定性和强度尚好。
高碱纤维：R2O含量等于或大于15％的玻璃成分。
一般采用碎的平板玻璃、碎瓶子玻璃等作原料拉制而成。
现在国家已经禁止生产此类产品。
无碱和中碱玻璃纤两类产品的产量占目前玻纤总产量的98％以上，是用途最广泛的两类产品，在玻纤业内，玻璃纤维就泛指无碱和中碱产品，下面简要从性能、生产工艺和应用领域方面对二者做简单对比。
三、力学性能比较1 性能比较1.1力学性能玻璃纤维纱线的强度取决于单纤维的强度，单纤维的强度与其化学组成相关。
国际上都是以新生态纤维的强度来代表玻璃的强度，所谓新生态纤维是指玻璃熔体流经拉丝漏板漏嘴后刚形成的纤维。
复合材料的介绍之玻璃纤维的特性
玻璃纤维 无碱
纤维直径(μm) 5.01
拉伸强度 (MPa)
2000
有碱
4.70
1600
无碱玻璃纤维成型温度高、硬化速度快、构造键能大
氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，它主要
通过破坏玻璃骨架，使构造疏松，从而到达助溶的目的。
氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度会相应
的降低
③ 存放时间对强度的影响 玻璃纤维存放一段时间后其强度会降低—纤维的老化。 原因：空气中的水分和氧气对纤维侵蚀
国内外常用玻璃纤维的成分 CaO MgO ZrO2 B2O3
16.5± 0.5
16.2± 0.5
9.5± 0.5
8.5
4.5± 0.5 4.0± 0.5
4.2± 0.5
4.2
9.0± 0.5 9.0± 0.5
3
11.3 4.4
8
14
3
6
10.3
16.0
10 2.5
Na2O K2O
<0.5
<2.0
11.5± <0.5 0.5 12
无捻粗纱
玻璃粉 短切纤维
1.2 玻璃纤维的构造与组成
1.2.1 玻璃纤维的物态
•玻璃纤维是纤维状的玻璃。 •玻璃是无色透明具有光泽的脆性固体。 •定义：
由熔融态过冷时因粘度增加而具有固体物理机 械性能的无定形物体，各向同性的均质材料。
•特点：没有固定的熔点
1.2.2 玻璃纤维的构造 网络构造假说
④ 施加负荷时间对强度的影响 玻璃纤维强度随着施加负荷时间的增长而降低 环境湿度较高时，尤其明显 原因：吸附在微裂纹中的水分，在外力作用下，使 微裂纹扩展速度加速。
(2)玻璃纤维的弹性 玻璃纤维的弹性模量：在弹性范围内应力和应变关系的比例常数 影响玻璃纤维的弹性模量的主要因素：化学组成 参加BeO、MgO能提高玻璃纤维的弹性模量
常用FRP材料技术指标
常用FRP材料技术指标FRP（纤维增强塑料）材料是一种由纤维增强树脂基体组成的复合材料，具有轻质、高强度、抗腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、化工等领域。
以下是常用FRP材料的技术指标：1.强度和刚度：FRP材料由纤维增强树脂组成，因此具有很高的强度和刚度。
常用的FRP材料有碳纤维增强树脂、玻璃纤维增强树脂等。
碳纤维增强树脂具有优异的力学性能，常用于要求高强度和刚度的领域，如航空航天。
玻璃纤维增强树脂则具有较好的韧性和抗冲击性能，常用于建筑、汽车等领域。
2.寿命：FRP材料具有较长的使用寿命。
由于其具有良好的耐腐蚀性能和抗老化性能，不易受到环境因素的影响。
此外，FRP材料还具有较好的耐候性，能够在恶劣的气候条件下使用。
3.耐腐蚀性：FRP材料具有优异的耐腐蚀性能。
由于树脂基体的选用和纤维增强材料的保护作用，FRP材料能够耐受酸、碱、盐等腐蚀性介质的侵蚀，常用于化工行业、海洋工程等腐蚀性介质较多的领域。
4.热稳定性：FRP材料具有较好的热稳定性。
在一定的温度范围内，FRP材料的力学性能和物理性能基本稳定，不易发生改变。
根据具体的应用需求，可以选择适合的树脂基体和纤维增强材料，以提高FRP材料的热稳定性。
5.断裂韧性：FRP材料具有较好的断裂韧性。
由于纤维和树脂的结合作用，FRP材料在受到外力作用时能够发生塑性变形，从而吸收冲击能量，提高结构的耐冲击性能。
6.导电性：FRP材料具有较低的导电性。
由于纤维增强材料是绝缘性材料，因此FRP材料具有较好的绝缘性能，在电气工程领域有广泛应用。
7.加工性能：FRP材料具有良好的加工性能。
可以使用常规的成型工艺，如挤出、注塑、纺丝等，生产出各种形状和尺寸的产品。
此外，FRP 材料还可以与其他材料进行组合加工，以满足具体的应用需求。
总结：常用FRP材料的技术指标包括强度和刚度、寿命、耐腐蚀性、热稳定性、断裂韧性、导电性和加工性能等。
这些指标的优劣直接影响着FRP材料在不同领域的应用范围和使用效果。
玻璃纤维的物理性能与加工工艺
玻璃纤维的物理性能和加工工艺一．物理性能1.外观特点一般天然或人造的有机纤维，其表面都有较深的皱纹。
而玻璃纤维表面呈光滑的圆柱体，其横断面几乎都是完整的圆形，宏观来看，表面光滑，所以纤维之间的抱合力非常小，不利于和树脂粘结。
由于呈圆柱体，所以玻璃纤维彼此靠近时，空隙填充的较密实。
这对提高玻璃钢制品的玻璃含量是有利的。
2.密度玻璃纤维的密度较其它有机纤维为大，但比一般金属密度要低，几乎和铝一祥。
因此在航空工业上用玻璃钢代替铝钛合金就成为可能。
玻璃纤维的密度与成分有密切的关系，一般为2.5-2.7g/cm3左右，但含有大量重金属的高弹玻璃纤维密布度可达2.9g/cm3，—般来说无碱纤维的密度比有碱纤维密度要大，见下表。
3.抗拉强度玻璃纤维的抗拉强度比同成分的玻璃高几十倍，例如有碱玻璃的抗拉强度只有40-100MPa,而用它立制的玻璃纤维强度可达2000MPa'其提高了20-50倍，4.耐磨性和耐折性玻璃纤维的耐磨性是指纤维抗摩擦的能力；玻璃纤维的耐折性是指纤维抵抗折断的能力。
玻璃纤维这两个性能都很差。
当纤维表面吸附水分后能加速微裂纹扩展，使纤维耐磨性和耐折性降低。
为了提高玻璃纤维的柔性以满足纺织工艺的要求，可以采用适当的表面处理。
如经0.2%阳离子活性剂水溶液处理后，玻璃纤维的耐磨性比未处理的高200倍，纤维的柔性一般以断裂前弯曲半径的大小表示。
弯曲半径越小,柔性越好。
如玻璃纤维直径为9pm时,其弯曲半径为0.094mm，而超细纤维直径为3.6pm时，其弯曲半径为0.038mm。
5.弹性玻璃纤维的延伸率纤维的延伸率是指纤维在外力作用下，直至拉断时的伸长百分率。
玻璃纤维的延伸率比其它有机纤维的延伸率低，其伸长的程度与所施加的力成正比，直到纤维断裂为止，不存在屈服点。
负荷去掉后可以恢复原来长度，因此玻璃纤维是完全的弹性体。
6.电性能由于玻璃纤维的介电性好，耐热性良好，吸湿性小，并且不燃烧，所以无碱玻璃纤维制品在电气、电机工业中得到了广泛而有效的应用。
玻璃纤维布执行标准
玻璃纤维布执行标准玻璃纤维布是一种常见的建筑材料，也被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶制造等领域。
为了确保玻璃纤维布的质量和性能，制定了一系列的执行标准，以便对其进行检验和评定。
本文将就玻璃纤维布的执行标准进行介绍和解析。
首先，我们需要了解玻璃纤维布的主要执行标准是什么。
根据国家标准《GB/T 21437-2008 玻璃纤维布》的规定，玻璃纤维布的执行标准主要包括了材料、外观质量、尺寸偏差、力学性能、化学性能等方面的要求。
在生产和使用玻璃纤维布时，需要严格按照这些标准进行执行，以确保产品的质量和稳定性。
其次，我们来看一下这些执行标准的具体内容。
在材料方面，玻璃纤维布应采用玻璃纤维作为原料，并经过编织而成。
在外观质量方面，玻璃纤维布应无明显的破损、污渍和其他缺陷。
在尺寸偏差方面，玻璃纤维布的长度、宽度和厚度应符合标准规定的公差范围。
在力学性能方面，玻璃纤维布应具有一定的拉伸强度、断裂强度和弯曲强度。
在化学性能方面，玻璃纤维布应具有耐碱、耐酸、耐水、耐老化等特性。
除了以上提到的主要执行标准外，还有一些其他的相关标准需要注意。
比如，在生产过程中，需要严格按照环保标准进行执行，以确保生产过程不会对环境造成污染。
同时，在产品包装和运输过程中，也需要按照相关的标准进行操作，以确保产品在运输过程中不会受到损坏。
总的来说，玻璃纤维布的执行标准是保证产品质量和性能稳定的重要依据。
只有严格按照执行标准进行生产、使用和管理，才能够确保玻璃纤维布的质量和可靠性。
因此，我们在生产和使用玻璃纤维布时，务必要严格遵守相关的执行标准，以确保产品的质量和性能达到标准要求。
玻璃纤维性能测试08级
2.7玻璃纤维的性能与结构测试2.7.1玻璃纤维线密度的测试取一定长度L 的玻璃纤维，用分析天平测量试样的质量m ，则试样的线密度为T ex =m/L×1000，取试样分别测量三次，计算其算术平均值为平均线密度。
2.7.2玻璃纤维耐酸性能的测试试验方法为失重法；试验试剂：10%硫酸溶液；试验设备：水浴锅、塑料烧杯、分析天平。
选取两组试样，对各样品进行称重，记作M1。
用两个烧杯分别取400ml ，10%硫酸溶液，做好标记后，将称好质量的玻璃纤维浸没在烧杯中，并将两个烧杯用塑料薄膜密封后放入96℃水浴锅中，分别用酸煮24、48、96小时后取出烧杯，用20%氢氧化钠溶液洗涤两个样品，对纤维表面黏附的酸液进行中和，然后用蒸馏水洗涤六次。
最后的洗涤液用pH 试纸检测，显示为中性为止。
将酸侵蚀后的样品进行烘干（100℃的烘箱中烘干5h ）、冷却后称重，质量为M2。
用公式(1)计算样品失重：M%=%100221⨯-M M M (2.1) 其中： M —表示样品失重所占比例；M1—样品的初始质量，g ；M2—酸侵蚀后的样品质量，g 。
根据该公式计算的M%即样品酸侵蚀质量损失质量百分比；1-M%：表示耐酸后的样品质量保留率，以此反映耐酸性能。
2.7.3玻璃纤维耐碱性能测试采用碱溶液浸泡法研究玻璃在不同条件下的耐碱性。
选取两组试样，对各样品进行称重，记作M1。
用两个烧杯分别取400ml ，10%NaOH 溶液，做好标记后，将称好质量的玻璃纤维浸没在烧杯中，并将两个烧杯用塑料薄膜密封后放入96℃水浴锅中，分别用酸液煮24，48，96小时后取出烧杯。
将试样用夹子从上述溶液中取出，快速放1mol/L 盐酸溶液里浸泡三次，再分别用纯水洗涤三次，最后用无水乙醇漂洗，置烘箱中经110℃干燥1h ，再放置于干燥器中冷却至室温称重，记录其质量M2。
计算公式如：M%=%100221⨯-M M M (2.2) 其中： M —表示样品失重所占比例；M1—样品的初始质量，g ；M2—碱侵蚀后的样品质量，g 。