在一些要求不高的建筑结构中,也会考虑使用FRP筋来代替钢筋。钢筋作为完美的结构增强材料,主要有三个原因:一,钢筋的模量很高,是220GPa;第二,这么高的模量下,钢筋还有延展性,这为抵御地震等灾害,预留了很大的安全空间;第三,钢筋的耐温点很高,不会燃烧,在火灾下,是可以抵御很长时间的。相对来说,FRP筋就没有那么完美了。FRP筋也可以做到220GPa,那就是碳纤维的FRP筋了,其他纤维的FRP筋还做不到。此外,碳纤的FRP筋的延展性较低,很容易脆断。第三,碳纤的FRP筋是碳纤维和树脂组成,碳纤维虽然不怕火灾,但是将碳纤维固定在一起的树脂是不耐高温的,因此火灾下可能会导致结构性的坍塌。海工混凝土也可以取消使用钢筋,变成海水海沙混凝土。南京合成海工混凝土纤维
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。南京合成海工混凝土纤维时科纤维3kg比20kg钢纤维的体积量还要大。
灌浆料的特点是强度高、流动性高,这种特性使得灌浆料也具有了高刚度。高刚度的灌浆料,是容易开裂的。如果设备的基础晃动比较大,有一定韧性的灌浆料将会是首先选择。针对灌浆料的特点,时科专门开发了适用于灌浆料的纤维,该纤维不影响浆体的流动性、易分散,还具有很好的抗裂效果和韧性。通常如果纤维的分散性好、不影响流动性,那么这种纤维的抗裂效果和韧性就会不高。而时科通过多种技术手段,从材料到工艺,再到纤维各种性能的研究,做到了施工性和增加强度效果同时提高的标准。
时科高延性混凝土纤维有两种:高延性类和可浇筑类。 高延性类纤维,为时科超高分子量聚乙烯纤维,微米级,拉伸强度2000MPa,弹性模量105GPa,可以让高延性混凝土ECC的拉伸变形达到4%左右,也可以做一类、二类高延性混凝土。优点:韧性高、应变强化效果好、可产生多点开裂、混凝土表面光滑,上墙粘度高。劣势:价格高、分散需要强制性搅拌、混凝土会损失流动性。 可浇筑类纤维,为时科高韧性聚烯烃纤维,毫米级,拉伸强度800-1000MPa,弹性模量10-15GPa,可左右二类、三类基普通类高延性混凝土ECC。优点:价格实惠、分散性好、不影响流动性、可以浇筑、曲挠强化。缺点:韧性不够高、不能做应变强化、混凝土表面不光滑、会有明显的毛毛。时科地坪纤维易分散,直接加在搅拌站的传动带上。
时科技术团队对比研究过时科纤维、钢筋网、钢纤维增强的混凝土板的承载力的性能区别,并对比了素混凝土板的承载力。试验浇筑了四块板,大小为2m x 2m x 0.1 m,板中心提供载荷,来测试板的承载力变化和板的变形情况。试验发现,素混凝土的承载力差。时科纤维和钢纤维增强的混凝土板抗裂能力好,但是变形情况和素混凝土基本一致,说明纤维是通过将混凝土拉结在一起来实现抗裂的,因此依然会随着载荷增大而产生变形。钢筋网增强的混凝土板承载力也好,变形也小。说明钢筋网抗裂的机理,是让整体混凝土板具有刚度,让板的变形更小来实现的。因此,纤维与钢筋网的作用机理是不同的,二者结合使用抗裂效果更佳。时科高延性混凝土ECC纤维可以具有超高的延性,也可以采用浇筑工艺。南京合成海工混凝土纤维
时科纤维创始人混凝土纤维项目曾获澳大利亚国家创新大赛一等奖。南京合成海工混凝土纤维
时科的超高分子量聚乙烯纤维采用德国生产工艺,通过冻胶凝胶法、湿法凝胶纺丝、超倍率拉伸等工艺制得。纤维拉伸强度2000MPa,弹性模量为105GPa,纤维直径为20微米。该纤维在高延性混凝土ECC中,轴拉变形可达4%左右,弯曲变形可做到一类以上。为了让纤维分散均匀,时科的研发团队还对纤维进行了专门的分散处理。使用该纤维制备的高延性混凝土,上墙容易,且表面光滑,该纤维非常适合做立面结构的工程。由于该纤维的直径太细,会影响混凝土的流动性,对于浇筑工程来说,该纤维会极大提高混凝土的韧性和裂后性能,但是会降低混凝土的抗压和初裂强度。南京合成海工混凝土纤维