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。时科纤维:改变世界混凝土增强体系。杭州隧道海工混凝土纤维厂家
殷石,正高级工程师,国家高层次人才项目入选者,博士毕业于澳大利亚詹姆斯库克大学,致力于增强混凝土和砂浆用聚烯烃纤维的研发和生产。曾获得澳大利亚国家创新大赛一等奖,在世界极大的科技出版社之一德国斯普林格(Springer)出版著作一本,发表SCI国际学术论文十余篇,获得七项中国发明专利和一项美国发明专利的授权。 2016年,在宁波高新区成立了宁波时科新材料科技有限公司,致力于打造纺织材料和混凝土的交叉领域,让纤维成为混凝土必不可少的第七组分。时科开发的产品包括:桥梁、大坝等大体积混凝土抗裂纤维,隧道、地铁管片等增韧纤维,混凝土地坪用适用纤维、建筑装饰用超高性能混凝土适用纤维、房屋加固高延性混凝土适用纤维、灌浆料适用纤维等。纤维有效提高混凝土的抗裂性能、韧性、抗冲击性和耐久性,并可以取代非结构钢筋。 时科参与了四项国家标准和多项行业标准的制定,被评为国家高新技术企业,获得中国留学人员回国创业启动支持计划(重点类),获得中国公路学会科学技术奖(一等奖)和中国公路建设行业协会科学技术进步奖(三等奖)。绍兴工程合成海工混凝土纤维时科纤维创始人殷石博士获得正高级工程师认证。
抗渗等级是许多跨海大桥与海水接触位置所需要考虑,如果混凝土的抗渗等级太低,海水会渗入到混凝土的内部,腐蚀钢筋。普通聚丙烯纤维是疏水材料,纤维的周围由于不亲水导致孔隙的增加。针对这种情况,时科对纤维做过专门的亲水处理,这样在时科纤维的周围,就不会有孔隙出现。同时时科研发团队也做了耐久性的试验,试验证明,无论是抗电通量、抗氯离子渗透等级、抗水渗透等级、抗60次硫酸盐侵循环侵蚀等性能,在加入时科纤维后,都有了一定程度的正面的提高。
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。时科纤维获得美国专利的授权(专利号:US 11.390.965 B2)。
超高分子量聚乙烯纤维的力学性能和增强能力是毋庸置疑的。然而, 世界上没有任何一种材料是完美的,超高分子量聚乙烯纤维也不例外。不足之处如下: 一、超高分子量聚乙烯纤维耐温能力较差,当温度130度的时候,纤维将完全失去强度。 二、超高分子量聚乙烯纤维的价格较高,每吨价格在9-13万左右,这也限制了其在建筑行业的广泛应用。 三、超高分子量聚乙烯纤维对施工性能影响较大。首先,纤维的分散需要强制型搅拌机;此外,纤维的加入会极大地降低混凝土的流动性。时科混凝土预制楼板纤维帮助减少楼板的开裂。天津合成海工混凝土纤维
时科超高分子量聚乙烯纤维与聚甲醛纤维的应用领域不同。杭州隧道海工混凝土纤维厂家
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。杭州隧道海工混凝土纤维厂家