时科公司在纤维的制备工艺方面获得了美国工艺的授权(工艺技术号:US 11.390.965 B2),在此之前,时科先通过了PCT国际工艺的审核。该工艺申请历时三年,而该技术的研发历时了六年。为了开发制备出高性能的纤维,时科的技术研发团队从纤维材料、生产工艺,界面处理等多个角度出发,开发了一系列的技术工艺。包括:冻胶凝胶法、湿法凝胶纺丝法、超倍率拉伸法、化学沉积法、防静电处理法等等。该工艺技术为: Applicant:Shi Yin. Inventors: Shi Yin, Feng Shi. Method of manufacturing high-strength synthetic fiber utilizing high-temperature multi-sectional drawing. US 11,390,965 B2时科灌浆料纤维有效防止灌浆料开裂,让灌浆料具有高韧性。南京进口海工和大体积AC抗裂纤维参考价
根据高延性混凝土的韧性要求,需要对纤维的用量进行设计: 高延性混凝土的拉伸变形做到3%以上,纤维的用量为每吨12kg; 高延性混凝土的拉伸变形做到1%-3%,纤维的用量为每吨8-10kg; 高延性混凝土弯曲做到高延一类,纤维的用量为每吨8kg; 高延性混凝土弯曲做到高延二类、三类,纤维的用量为每吨6kg; 高延性混凝土弯曲做到普通一类、二类,纤维的用量为每吨4kg。 根据高延性混凝土的韧性要求,需要对纤维的用量进行设计: 高延性混凝土的拉伸变形做到3%以上,纤维的用量为每吨12kg; 高延性混凝土的拉伸变形做到1%-3%,纤维的用量为每吨8-10kg; 高延性混凝土弯曲做到高延一类,纤维的用量为每吨8kg; 高延性混凝土弯曲做到高延二类、三类,纤维的用量为每吨6kg; 高延性混凝土弯曲做到普通一类、二类,纤维的用量为每吨4kg。嘉兴可取代钢纤维海工和大体积AC抗裂纤维成交价时科纤维获得2023年度中国公路建设行业协会科学技术进步奖 (三等奖)。
大体积混凝土的收缩开裂是因为温度差所导致的。有时候大体积混凝土内部温度可以高达80度,而外部温度是室温20度,内外相差60度,就会对应一个固定的变形值。如果温差相差50度,也会对应一个更小一点的固定的变形值。因此,常规的做法就是减小温差,如加冰块、通冷水管、减少水泥的使用量等等。 使用纤维也是一种非常有效的抗裂手段,因为纤维可以把没有强度的湿混凝土连接在一起,虽然温差并未减小,变形也并未减小,但是纤维可以让整个构件共同来承受这个固定的变形,而不是由局部的裂纹来承受这个固定的变形。 也就是说没有纤维的混凝土,变形会集中在几条裂纹上,而有了纤维以后,通过时科纤维的拉结,变形会均匀分布在整个结构上,即使产生开裂,也是肉眼不可见的开裂,后期这种裂纹会自己慢慢恢复。
时科生产制备的超高分子量聚乙烯纤维,拉伸强度为2000MPa,弹性模量为105GPa,玻璃纤维的拉伸强度2000MPa,弹性模量73GPa。可以看出,时科超高分子量聚乙烯纤维比玻璃纤维的力学性能更高。 玻璃纤维有一大优势,就是可以喷射,因此诞生了玻纤混凝土GRC产业。玻璃纤维的另一大优势,就是极高的成本优势。 但玻璃纤维也有很多劣势,如耐碱性差,扎手、纤维脆等问题。 时科生产制备的超高分子量聚乙烯纤维,拉伸强度为2000MPa,弹性模量为105GPa,玻璃纤维的拉伸强度2000MPa,弹性模量73GPa。可以看出,时科超高分子量聚乙烯纤维比玻璃纤维的力学性能更高。 玻璃纤维有一大优势,就是可以喷射,因此诞生了玻纤混凝土GRC产业。玻璃纤维的另一大优势,就是极高的成本优势。 但玻璃纤维也有很多劣势,如耐碱性差,扎手、纤维脆等问题。时科地铁管片纤维可以帮助减筋设计。
用于增强超高性能混凝土的纤维种类很多:金属纤维(钢纤维、镀铜钢纤维、不锈钢纤维)、合成纤维(时科聚烯烃纤维、聚甲醛纤维、日本可乐丽的聚乙烯醇纤维)、无机纤维(玻璃纤维)。金属纤维可以有效提高超高性能混凝土UHPC的抗压、抗折和抗拉强度,但是对UHPC的韧性、疲劳性能提高不大,且价格较高,还有生锈和氯离子腐蚀的问题。合成纤维正好弥补了金属纤维的劣势,可以有效提高UHPC的韧性、抗疲劳性、抗裂性等,也没有生锈和腐蚀的问题,但是所有合成纤维对UHPC的抗压、抗折和抗拉强度的贡献都不明显。无机纤维,一般会影响UHPC的流动性,且耐碱性能较低,因此,主要用在玻璃纤维混凝土(GRC)行业中。 三种常见的合成纤维:时科的聚烯烃纤维(密度0.9),聚甲醛纤维(密度1.4),聚乙烯醇纤维(密度1.3)。也就说,如果是同样体积掺量下,如2%体积分数,时科纤维是每立方18kg,聚甲醛纤维是每立方28kg,聚乙烯醇纤维是每立方26kg。时科创始人殷石博士,正高级工程师,十余年专注于纤维混凝土领域的研究。西藏出口海工和大体积AC抗裂纤维加工厂
时科纤维有效抑制大体积混凝土温度收缩开裂。南京进口海工和大体积AC抗裂纤维参考价
海工混凝土工程面临的极大困难之一就是氯离子腐蚀钢筋。氯离子对混凝土本身不具有腐蚀性,但是如果混凝土开裂,海水达到了钢筋部位,那海水中的氯离子就会持续对钢筋进行腐蚀。钢筋除了被腐蚀外,还会发生膨胀,把钢筋旁边的混凝土都胀开,导致更多的钢筋接触到海水。这样形成一个负面的循坏后,如果结构钢筋发生了破坏,那么这个工程就会面临倒塌的风险。时科纤维采用的是高耐腐蚀、耐盐碱的聚丙烯和聚乙烯材料。在海工混凝土中,可以有效抑制混凝土的开裂,保护好钢筋不被腐蚀。南京进口海工和大体积AC抗裂纤维参考价
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