王冬萍(青岛元鼎非金属制品有限责任公司,青岛266034)摘要:将高模量维纶纤维和海泡石混杂代替石棉作为增强材料,通过优选配料方案,制备纤维水泥电缆管;用所选配方抄取试制,对所得产品进行抗折荷载、外压荷载及吸水率试验,表明所制备的无石棉纤维水泥电缆管的主要性能符合石棉水泥电缆管的要求。关键词:维纶,海泡石,增强材料,电缆管:1003-1324(2004)02-0042-03:TU525.3文献标识码:B传统的纤维水泥电缆管生产采用石棉作为增强材料,但由于石棉资源日益减少,并且石棉粉尘对环境产生污染,因而用石棉作纤维水泥电缆管的增强材料已不合时代要求。目前,欧盟各国已全面禁止使用石棉制品;在国内,上海电力部门也提出这方面的要求。因此,传统的石棉水泥电缆管,无论从原材料供应方面,还是从环保方面,都难以适应现代化生产和地下电缆工程的需要,研制开发无石棉的纤维水泥电缆管,寻找增强纤维石棉的代用品已迫在眉睫。石棉纤维具有比表面积大、抗折强度高、对水泥有较强的吸附力、在料浆中易分散等优异的综合特性,尚没有任何一种纤维能够代替石棉。采用混杂纤维来制造无石棉水泥制品是今后水泥制品的重要方向,二元或多元无石棉纤维混合,取各纤维优点,避其缺点,可取得复合协同效应。根据国内外有关资料介绍,高模量的维纶人造纤维对水泥基体能起增强作用,国内有厂家生产,且有丰富的海泡石,二者有一定的互补性,有可能作为增强材料代替石棉:采用维纶可提高制品的强度,应用海泡石对水泥有吸附作用,再加入一定量的纸纤维增大吸附效果,改善操作和管坯质量,达到石棉水泥制品的生产效果和质量要求。本研究采用国内生产的专用高模量维纶纤维和纤维状海泡石代替石棉纤维作为增强材料,应用于纤维水泥制品中,通过对所选用的配方进行试制及1实验采用的原材料本实验采用高模量维纶纤维和纤维状海泡石代替石棉作为增强材料,并加入一定量的纸纤维,改善料坯质量。材料性能介绍如下:①维纶:选用国内生产的专用高模量维纶,技术性能见表1。表1高模量维纶的技术性能抗拉强度/MPa弹性模量/GPa极限延伸率/%直径/μm长度/mm13～155～71200～140025～301～2此种高模量维纶替代石棉作为水泥基体的增强材料,具有以下优点:a)经充分分散后,其单丝纤维具有较大的长径比;b)纤维的抗拉强度高于经松解后的中长石棉的抗拉强度;c)纤维的弹性模理为25～30GPa,水泥净浆的弹性模量为15～20GPa,在此可对水泥基体起增强作用;d)纤维的极限延伸率显著高于水泥净浆(水泥净浆的极限延伸率为0.25%左右),因此可对水泥基体起增韧作用,有利于提高复合材料的变形能力和抗冲击强度;e)抗碱性强,在pH>12的硅酸水泥滤液中长期浸泡,其力学性能变化甚微,因而与硅酸盐水泥有海泡石与石棉相比,吸附性仍不如石棉,为克服维纶纤维与石棉纤维相比较,其主要缺点是在水中吸附固体粉料的能力很低,当采用圆网制管机制作管子时,纤维水泥料浆在网面上过滤时,水泥粒子的流失量显著增大,为此必须掺入一些吸附性好的纤维。②海泡石纤维:比表面积大、孔隙多、吸附性强,能弥补维纶纤维吸附粒子差的弱点,防止在料浆过滤过程中因水泥粒子流失过多而导致的回水浓度过大、回料过多、管坯起层等。技术性能见表2。水泥粒子的流失,采取以下主要工艺措施:①打浆时按适宜的程序加入原材料,使高模量维纶能分散成单丝,均匀地分散于纤维水泥浆中。②在进入圆网抄取机网箱的纤维水泥料浆中,适量地加入一定浓度的高分子凝聚剂溶液,使料浆中的水泥粒子絮凝,有助于减少水泥粒子通过网面的流失,使回水浓度不致过高。③网箱内网筒的网面采用网目数较大的尼龙网,以使网内外保持一定的液面差,从而使纤维水泥料浆的过滤速率均衡而又稳定。④合理地确定圆网制管机的工艺参数(见表3)。表2筛选指标%1.4mm筛余量满底含沙量含尘量≥60≤40≤1.0≤10表3圆网制管机的工艺参数③纸纤维:掺加适量的纸浆纤维有助于维纶纤维在水中分散,减少料浆过滤过程中水泥粒子的流失,有利于操作,又可增加管坯的塑性,改善料坯质量,但其掺量应严格控制,以免管子的吸水率过高。④基体材料:使用强度等级为3215R或3215R以上的普通硅酸盐水泥,为防止料浆过滤过程中水泥粒子流失量过大,尽可能采用细度为(5～10)%的水泥。2电缆管制备...