历史最悠久的模仿者 无所不能的Roguelike游戏
当你在玩《上古卷轴IV》或《侠盗猎车手IV》的时候，或许会感叹游戏那惊人的自由度，而自由度也是这类游戏爱好者所津津乐道的一个话题。似乎只有强大的CPU，巨大的容量，才能将自由度表现得淋漓精致。比如《侠盗猎车手IV》里3个小时不重复的电视节目，其实都是制作组事先做好的。因为很少有人去盯着游戏里的电视看很久，所以对大部分玩家而言，这个电视仿佛和现实世界的一样。又比如美式RPG爱好者所钟爱的“自由度”，表现为你可以做不同的选择，可以干“任何事情”。但这种自由度都是建立在大量的制作成本上的。制作组不得不花费大量的财力、精力、时间去保证这样的自由度，效果终归有限。事实上，真正的自由度却早已被一些“小游戏”所实现，在这些不足10M的游戏中，玩家可以做的事情惊人地多，简单的游戏画面构建出一个真实而复杂的世界。在国外，人们把这种游戏称为“Roguelike”。
“任务完成方式多样化”是美式RPG自由度的一大表现
Roguelike的起源
或许你已经发现，从去年开始，一些画面很另类的游戏开始频频出现在各大游戏网站和论坛里。其中最引人瞩目的当属《我的世界》（Minecraft）。之后的《泰拉瑞亚》（Terraria）与《伊洛纳》（Elona）也夺得了不少关注，相关论坛专区火爆一时。这些游戏的共同特点就是画面十分落伍，甚至可以用简陋来形容。多数为2D点阵画面，让人仿佛回到了8位机时代。而唯一一款拥有3D画面的《我的世界》居然是乐高（LEGO）风格的，充满了马赛克与大色块。别说画面党，按理说普通人看到这样的画面也会敬而远之。但事实却并非如此，现在这样的游戏仿佛成为了一种潮流。似乎已经有人厌倦了几百万个多边形，开始去追逐游戏本身纯粹的游戏性。
很少有游戏的综合成本能赶得上GTA4，对于传统游戏来说，自由度，不容易
事实上Roguelike游戏早在十几年前就有着广泛的流行度，在核心玩家群里有着相当不错的口碑，更有人数年如一日去钻研其中的某一款游戏。只是近两年出了几款成功的商业化作品，让这个类型的游戏逐渐被普通玩家所熟知。至于什么是Roguelike，这当然要先从《Rogue》这款游戏讲起了。
《Rogue》在IBM-Color-PC上的画面
《Rogue》诞生于20世纪80年代，出自Michael Toy与 Glenn Wichman这两位软件工程师之手——他们与游戏业的交集也仅限于《Rogue》，虽然这款游戏对后世影响深远，但他们之后都从事与游戏无关的职业。最早版本的的《Rogue》还运行在大型机上，系统为Unix。它被普遍认为是最先有图形界面的冒险游戏之一，虽然这种“图形界面”是那么抽象。说来颇为戏剧性，Rogue几乎是最早有图形界面的，结果现在的Roguelike游戏基本属于同时代画面垫底的。题外话不多说，作为这个类型的创始者，《Rogue》主要为之后无数的Roguelike提供了以下几种设定：
1.&随机生成的迷宫
2.&ASCII字符界面
3.&复杂的游戏系统
在《Rogue》中，代表玩家自己的是一个@字符——出于对Rogue的致敬，如今的很多Roguelike游戏都采用了这种方式来代表玩家，如大名鼎鼎的《矮人要塞》（Dwarf Fortress）和目前在圈内评价很高的《Dungeon Crawl Stone Soup》。怪物则用他们名字的第一个字母表示，比如僵尸就是Z（Zombie），这也导致游戏中只有26种怪物……游戏的情节很简单，你只需要知道这款游戏有着一个奇幻背景，这同样是之后很多Roguelike游戏的特征。玩家需要下很多层的迷宫（在这个游戏里是26层），取得宝物，然后再逃离这个地方。当然玩家即使不做任务，只是在迷宫里到处转转杀杀怪物也是很有趣的。《Rogue》的学习曲线很陡，游戏极有挑战性，字符控制命令让人看了就让人头大。玩家需要有一个更为明确的图例才能理解这个所谓的图形界面。在《rogue》里，玩家可以下达的指令非常多，远远超过了同时期的游戏。除了对付很多的怪物，玩家的角色还必须不断的吃东西来确保存活。虽然看上去如此繁琐，《Rogue》还是如此的成功，在2009年，它还被《PC World》杂志评为“史上最伟大的10个游戏”之一。
《Rogue》在一台ASCII终端上的画面
历史最悠久的模仿者
在《Rogue》之后出现了很多模仿者，也就是Roguelike游戏，时至今日，它们大部分都消失了，几乎没人会记得。但有一款游戏与《Rogue》诞生在同一时代，却一直延续到现在，它的名字叫“——”。
1982年，一款名为“Hack”的Roguelike游戏诞生，《Hack》同样运行在Unix系统下，在Rogue的基础上添加了商店以及更多的怪物和魔法——作为一款同样以ASCII为画面元素的游戏，《Hack》是如何突破26个字母限制创造更多怪物呢，原因在于它使用了扩展ASCII码，这使得游戏“画面”元素更为丰富。不过这款游戏很快便淡出人们的视线，因为更加经典《NetHack》来到了人们眼前。
《NetHack》可以看做是《Hack》精神意义上的续作，开发者并不相同。名字里的“Hack”指的是角色扮演游戏的特点——战斗和探索（hack and slash），这款游戏基于“龙与地下城”第2版规则；“Net”的意思则为网络协同合作开发，而这一开发就是20多年，直到现在，网络上仍有一群志愿者在进行除错和添加新特性。由于开发者众多，游戏系统可以考虑到异常多的特殊情况，不同的物品针对不同的使用对象都会有合理的结果，连死亡原因都有数百种——和真实世界一样。
《我的世界》创作者Notch坦言自己是从《矮人要塞》获得了灵感
与普通的美式RPG类似，在游戏开始，玩家需要选择自己所扮演的角色并指定性别、种族、阵营和职业，游戏不仅包括一些常规职业，比如骑士、巫师、游侠等，还有一些诸如游客、洞穴人、考古学家这样的另类角色。游戏目标就是找到地下城最底层的项链并将其供奉给自己的神灵。期间会遇到各种各样离奇的困难，包括一些必须要完成的支线任务。游戏中的大部分怪物都可以用魔法、喂食、许愿、下蛋、陷阱等方式转化为自己的宠物。地下城总共有50层左右，除了特定的几层，其它都是随机生成的。你可以做的选择非常多，远远超过如今的主流RPG。如果你看上了一家店里的宝物又没足够的钱购买，你完全可以下命令让你的宠物把宝物偷出来，或者你也能亲自动手，然后挖破店铺的墙壁逃走。甚至还能对店主释一个控制类的法术，比如催眠，麻痹等，然后正大光明地把宝物从他眼前夺走。大量的互动可以让你在游戏里做出和真实世界类似的行为，而不会像传统RPG里对着几张毫无生气的贴图做有限的选择。游戏有着近千种的生物与物品，每种生物都有自己的特点与习性，每种物品都有一些状态（比如“受诅咒的”）。这些设定都不是无意义的，在一些特定的场合下都可以发挥独特的作用。可以说，除了Roguelike游戏，再也没有任何传统游戏能有不计成本地拥有如此多的元素了。
《NetHack》不仅年代悠久，而且也是流传最广的，大部分平台都有这款游戏的衍生作，包括NDS、PSP、Wind Mobile手机、Android手机以及iPhone。聪明的你已经发现了，这些都是便携或移动平台，想想也是，即使是骨灰级别的玩家，也很难对着电视里的一堆ASCII码一动不动做几个小时的，用来消磨零碎时间是最好的选择。
《矮人要塞》——给我一堆ASCII，我能模拟一个世界
《矮人要塞》（以下简称DF）是我最为喜欢的一款Roguelike游戏，当年也正是偶然接触到这款游戏，进而被其庞大的内容折服，才开始对Roguelike产生兴趣。简单来说，DF有着让人难以置信的庞大世界，游戏可以生成一个无比详细的世界，包括地质与气候信息，生物分布，不同的文明与兴衰历史，完全可以由玩家自己打造，如果你在上一个世界里失败了，要塞变为一片废墟，你还能在下一个世界里找到这篇废墟并读到有关它的传说。这还是一个货真价实的的3D世界，有着完整的3个轴，完全遵循物理规律。游戏里有着数量惊人的指令菜单，几乎没有做不到的，只有想不到的。还有精细到皮肤、肌肉、血液、骨骼、脂肪的战斗系统，打中动脉会导致快速失血，脊椎受伤会晕倒，伤势痊愈后会留下疤痕，甚至会留下后遗症。这款游戏的战斗没有HP，只有赤裸裸的真实。
《矮人要塞》最原始的ASCII画面，未经过任何强化
严格意义来说，DF并不能算标准的Roguelike游戏，虽然它也有冒险模式，但重点在于要塞模式——带领一群矮人从零开始，建立食物供应，经历各种天灾人祸，建造各种工房和建筑，制造数量繁多的产品，与外界建立贸易关系——这并不是Roguelike的特点。但一般来说国外还是将其归为这个类型。因为它有足够的知名度，并且保持了Roguelike的大部分特征，包括典型的ASCII画面，更加有名的比如《我的世界》已经与Roguelike大相径庭，虽然它也从DF获得了不少灵感。甚至，连《纽约时报》都曾经报道DF，刊登了很长一篇文章来介绍这款游戏，要知道这样的主流媒体一向很少关注电子游戏，更别说是如此核心的游戏，这简直算得上一项殊荣了。
经过简单图形化后的游戏画面，目前有两种主流的图形化方案
用文字很难表现DF的博大精深，就算用掉整本杂志的页码也难以让将这款游戏的魅力呈现出来，虽然它的体积只有不到10M，但创建世界之后体积陡增数倍。鉴于DF超高的上手难度，各位不妨跟随我一起进入游戏，看看我是如何跟矮人们度过第一个冬天，并过上舒适的日子的。前面说了这么多都是纸上谈兵，只能不断重复“Roguelike游戏的世界有多么庞大，物品有多么丰富，”这次大家终于可以初步领略一下Roguelike的魅力，顺便可以了解一下什么是“超复杂”和“超高上手难度”了……
国外玩家制作的游戏简易流程图，但似乎看上去并不简易……
好吧，现在还不到正式游戏的时候。首先我要制定一个独一无二的游戏世界，游戏提供了诸多选项，为了让这次的历程变得轻松一些，我选择了一个较小的世界，这个世界拥有一段的不长的历史，有很多适宜的土地供我们安家，巨兽稀少且较为温和。当然，身为矮人，怎么能忘记矿石呢，很多生活必备品都离不开矿石，为了让以后的生活不那么艰难，我把矿石分布设置成“常见的”。
按下确定键之后，这个世界就开始随机生成了。别看DF的体积很不起眼，但在地图生成过程中，需要耗费大量的内存和CPU资源。我的Intel Core i5-2300处理器在这个过程中资源占用率达到了30%以上，已经超过了很多大型3D游戏了，可以大致推断出这个世界将有多么复杂。世界生成完毕后，我们便可以看到主要有两种模式可以玩：要塞模式与冒险模式。在此我选择要塞模式，DF之所以在Roguelike里显得如此与众不同，也正是因为这个经典的模式。
在游戏正式开始前，我还要给要塞选个合适的地址。信息栏里显示了当前地区的生物圈和地质信息。“生物圈”会告诉我这里是温带阔叶林还是热带大草原，植被有多少，是否有河流经过，周边是否有其他种族文明，野蛮程度如何。虽然游戏画面是2D的（甚至连2D也算不上），但DF以一种很巧妙的类似等高线的形式来表现游戏世界里的高低落差，因此可以产生高原盆地、悬崖峭壁的地质形态，甚至还把水压也考虑了进去，这些元素都会对我的要塞产生影响，或好或坏。最后我选了一块植被丰富，没有含水层、野蛮度极低的温和区域，这里的土质适合发展，并且有一条河流经过，绝对是标准的文明发源地。
确定了地址，接下来……还不能进入游戏。我需要给我的矮人配置不同的职业以确保他们互相搭配能在这个世界生存下去。因为地址附近有大量的植被，我便带了一个木匠/伐木工、一个矿工/石匠、一个机械师/农民、一个工匠/植物学家、一个厨师/屠夫和猎人/酿酒师，看起来这还远远不够，但如果要塞发展得比较成功，还会有矮人源源不断地移民过来。
我乐观地估计前期不会有矮人受重伤，因此把医疗用的拐杖和夹板都退掉换取一些珍贵的点数，多带了点食物和酒（众所周知，矮人嗜酒如命）。因为火鸡无论从产蛋量还是产肉量来说都十分划算，我便带了一对火鸡，还有猫狗绵羊之类，花掉了剩余的全部点数。
虽然房间简单，但矮人们终于有自己的单独宿舍了
现在，终于可以出发了。
安营扎寨后，我注意到不远处的山区表层是大量的沉积岩层，或许下面可以开采到一些不错的矿石，运气好的话还能开采到宝石来做工艺品。但目前生存要紧，还顾不了这么多。人类对大自然变本加厉的索取首先从伐木开始，在DF里也一样，我让伐木工去砍树，同时派植物学家去采摘一些灌木果实来补充粮食和酒。对与矮人来说，地下永远是最佳的住所。于是我向下开挖，布置了几个基础工房，包括厨房和屠宰场。
初期资源有限，矮人们只能挤在宿舍里，心情比较不爽。遇到食物不足或疲惫口渴，还会有更加严重的负面情绪，这些都会在游戏里以一个不同颜色的向下箭头表示出来。这时就要尽量去满足他们的需求，比如矮人喜欢喝酒，虽然没有酒他们也会勉强到外面的滞水湖里喝肮脏的污水。这时候一口井就变得尤为重要。只要有地下水就能打井，两层或深水井能提供更为清澈的井水。
一个合格的矮人势必喜欢挖洞
这时矿工很快就传来好消息，挖到铁矿了！
夏天是一年当中最为关键的季节，年中会来两批移民，在次之前我要把一切都准备好。春季开辟的两片空地这时候也派上了用场，经过灌溉之后便可以形成田地。我安放了石工坊制造的水闸，挖穿土壁让水流入空地里。水会自然蒸发，好在水量足够，灌溉了很大一片地。我选取了其中一部分，种植了肉菇与猪尾草。
这时我发现矮人们总喜欢选取最短的路程，经常会穿越我的草场去砍树，结果把牧草踩平。经过一番摸索，我在交通菜单里找到了解决方式：将草场的交通密度设为最低，矮人们除非迫不得已，否则便不会到草场上捣乱。
这个时候矿工已经为我贡献了一些铁矿，是时候开始熔炼金属了。我把砍伐下来的木材烧成木炭，熔炼了一些铁条，它们可以用于制作武器与盔甲，比起木头制品，这已是一个巨大的飞跃。此外要塞的安全措施也有待加强，外墙配合陷阱只能抵挡地精的掠夺，但挡不住盗贼。于是我在门内系了一条绳索，把狗拴在那里起报警作用。之前带的几个家禽现在终于派上作用，雌火鸡不仅能下蛋供矮人们改善伙食，雄火鸡在场还可以给蛋受精，放置一段时间便可孵化出小火鸡。
经常关注矮人的心情是十分必要的，矮人的负面情绪会传染，最终弄得城堡一团糟。一天我发现有一个矮人睡觉时被噪音吵醒，因为上层有个矮人在伐木。她还碰到了一个令她厌恶的动物——老鼠，这说明食物仓库可能出现了不少害虫，如果我现在手头有一只猫，就可以解决这个问题，可惜目前没有，只能期待移民的到来了。
移民果然没有辜负我的希望，准时到达，并带来了一对羊驼和鸭子。我给他们安置了居所，分配了技能，这时冶炼厂传来好消息，一把铁弩已经完成，我把它装备给我的猎人，希望他能给我们带来更多猎物。
《纽约时报》对于《矮人要塞》的报道
我的要塞距离矮人的文明首都并不太远，商队应该秋季就会到达这里，贸易站是不可缺少的。由于强盗也会跟着商队一起到来，于是我把贸易站建在了围墙里。为了迎接商队，我还任命了一个贸易官和书记官，用来管理贸易和清查储藏。
在等待商队的这段时间里，我的猎人捕到了一只狐狸，给我提供了宝贵的油脂，有了油脂就能做肥皂给矮人们洗澡。狐狸皮还能在硝化坊硝化成熟皮，制作成各种皮袋。当屠夫将狐狸屠宰之后，会在屠宰场留下各种残骸，如果不快速清理掉的话，就不仅仅是物质腐败的损失了——我的上一个要塞的矮人就经历过这样的折磨，敌族来袭，在要塞里面进行了一番恶斗，胜利之后没有及时清理尸体，没过多久就产生了瘴气，结果可想而知。或许我在这个世界还能找到那个要塞的遗迹，搞不好它已经被那迦占据了。
经过漫长的等待，商队终于来了。
另一款《矮人要塞》的画面强化补丁，但一般画面越华丽，就越难跟得上原版游戏的版本更迭
冬天到了，商队停留的时间不会太长，要快点完成交易。当然，这是我的地盘，我可以在商队货物清单里扣押任何一种货物，但这样会惹恼对方，第二年就没啥好货了。更严重的是，如果对方是其它种族，第二年带来的就是战队而不是商队了。我喜欢购置一些二次加工的商品，比如龟，不仅能吃掉，剩下的龟壳还有其它用途。我还买了一些不同种类的家畜，并且卖掉了多余的酒。商队的耐心是有限的，如果达不到他们预期目标，很可能会终止交易。悲剧的是，我的贸易官不善于谈判，还价几次无果之后，为此我不得不让利出售产品。随商队而来的还有边境联络员，我与他商定了下一年的进出口计划，这又牵扯到很多细则，受限于篇幅，不表。
以上是我在DF世界一年的经历，如你所见，这是一个极为真实、自由的世界，在这个世界里，你可以做的事情非常多，每件事情都是合理的，有自己的因果关系，遵循现实世界的规律。这款游戏从2002年开发，2006年放出第一个版本，一直到现在还在不断更新，从未收费，只靠捐赠维持，直到现在引起多方媒体关注，实在是多年不懈的最好结果。
要塞已经具备一定规模了
受限于篇幅，还有很多著名的Roguelike游戏未能在本文呈现，比如现在名声越来越大的《Dungeon Crawl Stone Soup》，人气丝毫不逊于DF，更有图形版，可支持鼠标（对Roguelike来说这是一大进步）。最近的《泰拉瑞亚》也是一款成功的商业Roguelike游戏，被誉为“2D版Minecraft”，点阵画面透露着朴实的游戏性。笔者曾推荐给朋友玩，对方首先对画面不屑一顾，但一看到官方宣传视频就立刻沉迷了——如何将游戏乐趣表达出来，宣传方式也起到了很大作用，这方面《泰拉瑞亚》就做得很到位，一个短短几分钟的视频里满载了游戏性。如今酒香也怕巷子深，Roguelike游戏另类的画面，超高的上手难度的确吓跑了大部分玩家，如何成功宣传乃至商业化，值得所有Roguelike游戏去探索。
如何在保持Roguelike特色的基础上增加趣味性，《泰拉瑞亚》就做得不错
(本文来源：大众软件
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&&&工程用合成纤维及其标准体系
工程用合成纤维及其标准体系
日来源：全球纺织网
&&& 自20世纪70年代初以来，国际土木工程界与建筑业通过一系列工程实践已确认，在混凝土中掺加适量抗碱性好，均匀分布的工程纤维，有助于克服混凝土的某些缺点、提高混凝土工程的质量和耐久性。目前应用最为广泛的是合成纤维。
1工程用合成纤维概述
&&& 工程用合成纤维是一种细而长的聚合物材料，其长径比一般在100以上，并且具有一定的抗拉强度、弹性模量和极限伸长率。
&&& 工程用合成纤维按材质分类常见的有：聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维、聚酯纤维等。
1.1聚丙烯纤维
&&& 聚丙烯纤维是由丙烯聚合成等规度97%～98%聚丙烯树脂后经熔融挤压法制成的纤维。聚丙烯纤维是当今在全世界混凝土工程中用量最大、使用范围最广的合成纤维。这是由于聚丙烯纤维优良的物理机械性能和优异的耐酸、耐碱等化学稳定性，且原料来源广、制作技术不复杂、价格相对较低。
&&& 聚丙烯纤维常见品种按所用原料与纤维的尺度可分为两类，一类是用等规聚丙烯制成的尺度较小的纤维，可称之为&聚丙烯细纤维&；另一类是用改性聚丙烯或聚丙烯与聚乙烯的共聚物制成的尺度较大的纤维，可称之为&聚烯烃粗纤维&。这两类纤维在混凝土中所起的作用不同，各有侧重。为了使混凝土的性能达到全面增强的效果，近年来在国外某些混凝土工程中已同时掺加聚丙烯纤维与聚烯烃粗纤维。
1.1.1聚丙烯细纤维
&&& 按其形态可分为聚丙烯束状单丝纤维和聚丙烯膜裂网状纤维。
&&& 聚丙烯束状单丝纤维的直径较小，直径一般不大于50&m，长度一般不大于20mm，是由等规聚丙烯熔融后经若干个喷丝孔直接拉丝制成的。纤维截面呈圆形或异形，若干根单丝经拉伸、定型并短切至一定长度后成为纤维束。纤维束在与混凝土拌合过程中可分离成单丝。
&&& 聚丙烯膜裂网状纤维单丝当量直径一般68&m～97&m，长度一般不大于15 mm～38mm，由等规聚丙烯熔体经挤出机拉制成为薄膜，再经高温下高倍拉伸以提高聚丙烯纤维的定向性并降低薄膜的厚度，然后使薄膜经针辊穿刺成为网状并切短成为一定长度的纤维束，纤维的截面呈矩形。在与混凝土拌合过程中，纤维束可分裂成为单丝。
&&& 聚丙烯细纤维主要在混凝土的塑性阶段起着阻裂作用，减少和抑制混凝土的塑性沉降裂缝；在硬化混凝土中起着被动防火作用，防止混凝土在火灾中发生爆裂。
1.1.2聚烯烃粗纤维
&&& 聚丙烯粗纤维的直径大于0.1mm，长度大于30mm。多数聚丙烯粗纤维的断面为矩形，少数为异形。为增强纤维与混凝土的黏结，纤维表面经特殊的压痕、糙化处理，或使纤维具有波状外形。目前聚丙烯粗纤维有像剪切钢纤维一样的单丝纤维，也有由膜裂网状纤维与非膜裂单丝纤维相互缠绕成的螺旋形纤维束。
&&& 聚丙烯粗纤维与聚丙烯细纤维相比较，因纤维粗长、弹性模量高，尤其是纤维与混凝土的界面粘结强度很高，可承接混凝土所传递的负载并显著减缓混凝土裂缝的扩展，能使混凝土在出现裂缝后仍然具有一定的承载与变形能力、吸收较多的能量，因而可显著提高混凝土的韧性，并相应提高混凝土的抗冲击性与抗疲劳性。
&&& 聚丙烯纤维主要适用于：1）工业与民用建筑的抗裂，防渗砂浆；2）抗裂防渗要求较高的地下室和地下工程，海堤水坝等盐水工程；3）各种预制混凝土产品；4）高速公路、桥梁、隧道、机场跑道等混凝土；5）对耐碱和化学腐蚀要求较高等化工厂等。
1.2聚丙烯腈纤维
&&& 聚丙烯腈纤维又称腈纶纤维，通常指含丙烯腈在85％以上的丙烯腈共聚物或均聚物纤维。
&&人们在长期的工作中发现长期暴露于石棉下易患肺癌，对人体造成伤害，因此，人们开始寻找石棉在工程领域的替代物，通过研究发现聚丙烯腈纤维作为一种添加剂少量掺加于水泥混凝土中可提高其使用性能。聚丙烯腈纤维做水泥、混凝土制品和路面用沥青混凝土中的增强材料，比聚丙烯纤维有更高的抗拉强度，更好的抗紫外线能力和耐高温耐严寒能力。
&&& 聚丙烯腈纤维在水泥混凝土和沥青混凝土中起着不同的作用。聚丙烯腈纤维用于水泥混凝土时：有效提高水泥混凝土的抗裂能力；提高水泥混凝土的抗渗性和抗冻性，增加耐久性纤维，大大减少混凝土中毛细孔的尺度和连通毛细孔的数量，有效提高水泥混凝土的抗冻性和抗渗性；降低混凝土的脆性，使已开裂的混凝土强度得到保障；提高混凝土的耐磨能力，抗拉强度和韧性；提高混凝土的抗冲击性、抗震、抗龟裂能力；大大提高混凝土的抗冻能力，有效提高耐久性。聚丙烯腈纤维用于沥青混凝土时：提高沥青混凝土合料的分散作用；在沥青混合物中起到加强筋作用；增加沥青混合物的含油率，搞度粘接强度和稳定性；提高沥青混合物的韧性和抗低温能力；减少永久变形，提高防滑耐磨能力；减少温度对沥青路面的影响，提高沥青路面的水稳定性。
1.3聚乙烯醇纤维
&&& 聚乙烯醇纤维，完整的学名是&聚乙烯醇缩醛纤维&，又称维纶纤维。
&&& 因聚乙烯醇纤维的生产成本相对低于聚丙烯腈希望，替代石棉掺入水泥制品中使用性能基本类同，所以很快就得到国际上的认同和使用。高强高模聚乙烯醇纤维作为增强纤维用于建筑用水泥制品，如：制作愣形瓦、屋顶彩瓦、装饰墙板、室内外轻质墙板、地板、地砖、室内吊顶、大口径下水道管、水管及接头等。
1.4 聚酰胺纤维
&&& 聚酰胺纤维是由由聚酰胺树脂经熔融纺丝制成的纤维。聚酰胺纤维常见产品有聚己二酸己二胺纤维（尼龙66）和聚己内酰胺纤维（尼龙6）。这两种聚酰胺纤维是世界上最早实现工业化生产的合成纤维，在建筑业的应用主要为被掺入砂浆混凝土中，用以阻止混凝土的早期开裂等。但由于这两种纤维的生产成本相对比较高，所以在国内外建筑业的应用量不是很大。
1.5聚酯纤维
&&& 聚酯纤维是改性聚酯切片，经特殊工艺加工制成的短切纤维。一般建筑工程用聚酯纤维采用中速纺丝和高速拉伸变形的纺丝工艺，可以纺制55dtex～88dtex的变形丝。由此方法得到的聚酯纤维再经过特殊的亲油、抗电表面处理后，具有较高的抗拉强度和弹性模量以及良好的分散性能。而且聚酯纤维具有一定的亲油、亲水性能，所以聚酯纤维与沥青混凝土具有较好的握裹力。因此，聚酯纤维在沥青混凝土中得到了大量的应用。聚酯工程纤维还可提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳性能、抗拉、抗剪、抗冲击强度。同时改善沥青混凝土的水稳性，抗剥落性，耐磨性和耐久性，有效的抵抗反射裂缝的产生，从而大大的提高路面的质量，延长路面的使用寿命。聚酯纤维的熔点为255℃～260℃，在高温拌和和高温养护条件下性能仍然比较稳定。
&&& 聚酯工程纤维主要适用于： 沥青路面面层；旧沥青路面罩面；旧水泥路罩面；路面冷补、灌缝等；桥面铺装、收费站路面铺装等。
2工程用合成纤维基本性能
&&& 随着工程用合成纤维在工程领域的大量应用，工程用合成纤维的性能对基体材料性能的影响越来越引起人们的关注。工程用合成纤维的性能直接影响着建筑材料的性能。工程用合成纤维最主要的使用性能是力学性能（强度、伸长率和模量），同时还要考虑在热/湿条件下的稳定性、在混凝土基体中好的分散性、与基体好的黏合性以及长时间的耐碱性。
2.1力学性能
　　工程用合成纤维在各种使用条件下所能表现出的强度和对抗破坏的能力是其力学性能的重要体现。建筑行业最为关注的、反映纤维力学性能的指标主要有抗拉强度、弹性模量、极限延伸率：
&&& （1）抗拉强度：它是反应纤维材料在受拉伸直至断裂时其单位面积所能承受拉力的大小，常以Pa表示。
&&& （2）弹性模量：系指纤维受拉伸时发生单位形变所需力的大小，建筑工程纤维中通常由负荷－伸长曲线中起始部分荷载随伸长变化最大时切线或割线的斜率得到的初始模量表示。纤维弹性模量所表征的是纤维所具有的刚性，纤维与混凝土基材的弹性模量比值越高，则受负荷的纤维所分担的应力也越大。
&&& （3）极限延伸率：纤维的极限延伸率指纤维受力伸长至断裂时与纤维原长相减增加的长度，除以其原长得到的百分数。纤维的极限延伸率越大，则越有利于纤维增强混凝土复合材料韧性的提高。与混凝土基材相比，纤维极限延伸率至少要高一个数量级，但是纤维的极限延伸率不可过大，否则由于纤维与混凝土基材的过早脱离而影响纤维发挥增强作用。表1是常用工程用合成纤维的力学性能指标。
表1 常用工程用合成纤维的力学性能
抗拉强度/MPa
弹性模量/GPa
极限伸长率/%
聚丙烯纤维
膜裂网状纤维
束状单丝纤维
聚烯烃粗纤维
聚丙烯腈纤维
10.0～15.0
聚乙烯醇纤维
聚酰胺纤维
2.2化学稳定性
&&& 化学稳定性是指物质在化学因素作用下保持原有物理化学性质的能力。纤维的化学稳定性，是指纤维处于不同酸、碱条件下，以及接触有机溶剂等时所具的稳定性如何。作为工程用纤维，常用于掺加在水泥基体中，由于硅酸盐水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙，水化温度可达55℃～75℃，这种高温碱性条件要求工程用纤维具有一定的耐碱性。
&&& 工程纤维的化学稳定性在很大程度上决定了其应用范围。聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维等合成纤维本身没有或存在少部分与碱性物质发生反应的基团，故具有良好的耐碱性，掺加在水泥基体中能保持良好的化学稳定性；聚酯纤维本身含有能与碱性物质发生反应的基团，在高碱性水泥基体中容易同基体发生反应，故不适合于碱度较高的混凝土中。
　　纤维的热性能是指纤维在经受不同温度时所具的稳定性，纤维的热性能与它本身的材质密切相关。纤维对高温作用的稳定性可以用纤维的物理机械性能的变化以及高聚物的化学变化来评价。表2是部分合成纤维的热性能。
表2部分合成纤维的热性能
软化温度/℃
聚乙烯醇纤维
聚酰胺纤维
&&& 表2中，聚丙烯的熔点一般在170℃左右，不能满足沥青拌和工艺，因此，在目前的道路施工作业条件下尚不能用于沥青路面。其它各种合成纤维的熔点基本在200℃以上，理论上具备使用的可能性。尽管聚丙烯腈的熔点在超过200℃后不明显，但是在200℃温度下纤维开始变成棕色，说明聚合体已经发生了热分解。聚乙烯醇的热分解也是在温度达200℃时发生，这些纤维在应用中会受到一定影响。在150℃条件下对各种纤维加热，观察纤维强度变化，结果表明：聚酯纤维受热1000 h，强度损失仅50％；聚己内酰胺纤维加热5 h就变黄，强度显著下降，收缩率增加；聚丙烯腈纤维加热150 h，强度也损失了50%以上。说明聚酯纤维的耐热性最好。
2.4分散性&&&&&&&&&&&&&
&&& 工程纤维被掺入到工程材料中主要起阻裂、增韧、增强的作用。为了达到更好的阻裂、增韧、增强的作用，工程纤维必须具有良好的分散性。工程纤维的分散性主要有两方面因素决定，一方面是机械搅拌，要想要工程纤维在工程材料中具备良好的分散性需要机械搅拌充分。另一方面是纤维本身需要具备良好的分散性，即经过特殊的表面处理。只有两者相互结合，才能使工程纤维均匀地分散在基体中。
2.5 纤维与基体界面的黏结性
&&& 纤维与基体的黏结性能是影响纤维效能的一个重要因素，影响到纤维对混凝土的增韧、增强和阻裂作用。为增进纤维与混凝土界面黏结，常见的方式有纤维沿长度方向异型或截面异型或表面经过特殊处理，以增加其与基体的亲和性、增大接触面积和握裹力。
2.6 纤维的长径比
&&& 纤维混凝土的强度与纤维长径比有关。大的长径比有利于提高纤维与基体的界面平均黏结强度，故在固定纤维长度的前提下纤维越细越好。但是纤维太细会影响纤维在混凝土基体中的均匀分散，并且纤维在受力时也极易被拔断，对混凝土的延性增强不利。所以纤维的长度和直径的设计要综合考虑，选择最佳的长径比[2]。
3我国工程用合成纤维标准体系现状
3.1 现有国家和行业标准介绍
&&& 我国在工程中使用合成纤维与发达国家相比虽然起步较晚，但发展很快。工程用合成纤维标准在总结国内外产品性能和使用经验、应用要求的基础上陆续制定。目前主要标准有： JT/T 525-2004《公路水泥混凝土纤维材料 聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维》；JT/T534-2004《沥青路面用聚合物纤维》；GB/T《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》。
&&& 交通行业标准JT/T 525-2004《公路水泥混凝土纤维材料 聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维》规定了用于公路水泥混凝土防裂的聚丙烯单丝纤维、聚丙烯网状纤维和聚丙烯腈单丝纤维的技术要求和试验方法等。产品主要考核长度偏差、当量直径偏差、抗拉强度、弹性模量、断裂延伸率、抗碱能力、熔点、密度、外观质量等指标。
&&& 交通行业标准JT/T534-2004《沥青路面用聚合物纤维》规定了用于沥青路面热拌沥青混合料中添加的聚合物纤维（聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、芳族聚酰胺纤维等）的技术要求和试验方法等。产品主要考核长度、直径、抗拉强度、断裂伸长率、耐热性、外观质量等指标。
&&& 2008年6月开始实施的国家标准GB/T《水泥混凝土和砂浆用合成纤维》适用于在水泥混凝土和砂浆搅拌之前或拌制过程中加入的、能在混凝土中均匀分散、用以改善新拌混凝土和砂浆、硬化混凝土和砂浆性能的长度小于60mm的合成纤维。这是我国第一部工程用合成纤维国家标准，标准比较完整、科学地规定了包括水泥混凝土和砂浆用聚丙烯纤维、聚丙烯腈纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯醇纤维（不包括聚酯纤维）的技术要求和试验方法等，包含了用于混凝土和砂浆的防裂抗裂的细合成纤维，还包含了用于混凝土增韧的粗合成纤维。标准不仅规定了合成纤维的性能指标（断裂强度、初始模量、断裂伸长率、耐碱性能），还规定了掺和成纤维水泥混凝土和砂浆性能指标（分散性、裂缝降低系数、抗压强度、渗透高度比、透水压力比、韧性指数、抗冲击次数比）。标准规定的一些试验方法与行业标准相比详尽、可行，尤其是对关键力学指标（断裂强度、初始模量、断裂伸长率）、耐碱性能（1mol/L氢氧化钠溶液浸泡后纤维极限拉力保持率）的试验条件、溶液配制与标定方法、试验步骤及计算方法进行详细的规定，大大提高了测试结果的可比性和合理性。
3.2 现行标准体系的不足和改进建议
& （1）完整的工程用合成纤维标准体系有待建立
&&& 由于工程用合成纤维是近十年刚在我国建筑业应用的非纺织纤维，原有纺织用合成纤维产品标准和方法标准不能适应工程用合成纤维质量监管、验收和检测的需要。现行国家标准和行业标准不能覆盖所有种类和用途的产品，缺乏专用的检测方法标准，给工程用合成纤维的使用、质量监管、产品验收和质量检测带来困难。充分考虑工程用合成纤维特性和建筑工程业的设计要求，建立工程用合成纤维标准体系迫在眉睫。由于工程用合成纤维涉及到建筑、纤维等多领域，标准制修订应组织建筑工程设计、合成纤维生产、纤维检测、建材检测等领域专家合作进行。
（2）现行标准技术要求设置有待完善
&&& 现行标准技术要求设置存在不合理情况，表现在：
（a）一些指标的设置不合理。
&&& 如：行业标准对聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维设置了密度指标，但相同材质的纤维密度差别很小，即使存在小的差别对纤维的使用性能影响不大；热性能不用熔点而用耐热稳定性、抗热老化能力来考核更加科学合理；行业标准对聚丙烯腈纤维耐热稳定性规定的技术指标为&良好&，无法考核。行业标准规定的聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维抗碱能力要求&抗拉强力的保持率不小于99%&，过于严格，超出样品均匀性和试验误差造成的偏差，应与国标要求一致&抗拉强力保持率不小于95%&。
&&& （b）指标设置不全面。
&&& 如：纤维分散性是工程用纤维重要性能之一，而现行行业标准没有设置这个指标项。
（c）指标设置规定单一，不能满足产品多样性需要。
&&& 为了满足产品多样性、工程设计、新产品开发需要，标准应允许规格、力学性能等指标在满足最低要求条件下，生产企业和使用单位根据生产技术和设计需要自行制定标称值，标准规定允许偏差用于质量验收。
（3）现行标准采用的检测方法有待改进
&&& 现行标准采用的检测方法大多引用纺织用纤维、塑料薄膜的检测方法，缺乏操作性；部分项目检测方法规定不详尽，测试结果的准确性、可比性差。
&&& 如：异形截面的单丝纤维，因截面不是圆形，不能采用GB/T《羊毛纤维直径试验方法 投影显微镜法》方法标准用投影显微镜直接测量出纤维的直径。膜裂网状纤维是不平整、不均匀的形态，GB/T6672、GB/T6673 方法标准是测量规则、平面形态的塑料薄膜和薄片厚度、长度、宽度的方法，用来测量计算当量直径，缺乏准确性。当量直径检测结果的准确性不仅影响规格测量的准确，更严重的是影响纤维截面面积，间接影响断裂强度结果的准确。
&&& 下面是我们在检验工作中对工程用合成纤维长度、当量直径等检测项目总结的一些检测方法，与大家探讨:
（a）长度:对于长度小于25mm的短纤维和膜裂网状纤维，可采用分度值1mm的钢板尺直接测量纤维长度，为避免因样品不匀造成的误差，测量数量至少25根；对于长度大于25mm的短纤维，可依据GB/T 《化学纤维 短纤维长度试验方法》方法标准中束纤维中段称量法检测。
（b）当量直径：
&&& 当单丝纤维截面为圆形时，纤维直径的测量可依据GB/T《羊毛纤维直径试验方法 投影显微镜法》方法标准，通过投影显微镜可以直接测量出纤维的直径。
&&& 对异形截面的单丝纤维，可以通过依据GB/T 《化学纤维 短纤维线密度试验方法》方法标准中束纤维中段称量法测量纤维的线密度值来推导出纤维的当量直径。由线密度Ndtex定义，如公式(1)和纤维的质量g与纤维的当量直径d、长度L、密度&的关系，如公式(2)，推导出当量直径计算公式，如公式(3)。
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&&& 对膜裂网状纤维，应对由生产厂家提供的未经切断的同批长纤维进行测试。通过测量20根1m长度的长纤维的质量平均值g，根据纤维质量g与纤维的当量直径D、长度L、密度&的关系，来推导出网状纤维的总的当量直径D，如公式(4)。然后测量相应网状纤维内单丝纤维的根数n，根据网状纤维总的截面积与n根单丝纤维截面积之和相等，如公式(5)，推导出网状纤维的单丝当量直径d，如公式(6)。
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&&& 鉴于工程用合成纤维越来越广泛应用于建筑工程领域，其质量直接影响着建筑材料的性能，影响工程质量。建立并完善用于满足工程用合成纤维生产、产品质量监督、产品质量验收的包含各种材质、各用途的工程用合成纤维产品标准和检测方法标准的标准体系是当务之急。(文/夏俊 杨杨)
《中国纤检》
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