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。时科纤维为工程的减筋做了很大的努力。青海喷射混凝土纤维参考价
国际上在山体隧道大量使用纤维喷射混凝土,可以节省30%的钢筋、施工速度可以提高25%、总造价降低15%。 根据围岩等级,制备对应韧性的纤维混凝土,通过指定的设计来安装钢拱、锚杆,取消钢筋网,来实现机器人自动喷射。 具体的工艺是:一衬喷射纤维抗渗混凝土(5-10cm厚度)、之后喷射防水涂层、二衬喷射纤维抗渗混凝土(10-20cm厚度)。 对比一下传统的工艺。一衬人工喷射素混凝土,然后铺防水板,再铺设钢筋网,二衬喷素混凝土。这种工艺需要大量的人工,工作环境在未支护的时候,还很不安全。安徽隧道喷射混凝土纤维成交价时科纤维获得2023年度中国公路学会科学技术奖(一等奖)。
在隧道中钢筋腐蚀是后期维护的主要问题,混凝土的耐久性常常受制于钢筋的腐蚀率,钢筋网腐蚀可能会造成灾难性的后果(生锈、氯离子)。所以,国际上采用减筋后的喷射混凝土,并实现了机器人的自动喷射。我国喷射混凝土的发展相对保守,但不是技术问题,而是需求的问题。 支护用喷射混凝土,需要纤维为塑性混凝土提供一定的抗拉强度和韧性,来抵御岩层的变形。时科高韧性喷射合成纤维HTPP,应用于山体隧道一衬和二衬混凝土中,回弹率低、不伤人、不生锈腐蚀、喷射后不掉块,具有钢纤维一样的增韧效果,客户反馈效果很好,还可以修补他们之前喷的局部掉块现象。
从延展性来说,钢筋是有延展性的,这为建筑结构预留了很大的安全空间。而无机纤维的FRP筋,包括玻纤、玄武岩纤维、碳纤维都会脆断,没有延展性。如果断就会直接掰断,这作为结构就很危险。只有聚乙烯的FRP筋的有延展性的,其断裂伸长率是3%。从耐火程度来说,钢筋是完全耐火的,只有到了很高的高温才会融化。但是无机纤维的FRP筋(玻纤、玄武岩纤维、碳纤维)纤维虽然是耐火的,但是包裹纤维的树脂不耐火,高温下会融化。而聚乙烯的FRP筋,纤维比树脂还不耐高温。从价格来说,玻纤便宜,因此使用也多。能和钢筋在模量上媲美的碳纤维FRP筋,其价格是远远高于钢筋的。玄武岩纤维FRP筋价格是玻纤的2倍,聚乙烯纤维的FRP筋是碳纤的50%左右。从耐氯离子腐蚀来说,这是钢筋很大的弱点,而所有FRP筋都不怕氯离子腐蚀。超高分子量聚乙烯纤维与聚丙烯纤维需要真假分辨。
时科超高分子量聚乙烯纤维拉伸强度2000MPa,弹性模量105GPa。 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,断裂伸长率为3%,直径25微米,长度为6、9、12mm,密度0.920~0.964 g/cm3,热变形温度为85℃,熔点130~136℃,分子量大于150万,分子链为无支链的线性聚乙烯,分子式:—(—CH2-CH2—)—n—。 英文ultra-high molecular weight polyethylene,简称UHMWPE。采用超高分子量聚乙烯纤维的制备技术,时科还开发了高性能聚烯烃纤维,即将高韧性聚丙烯和超高分子量聚乙烯熔融共混后制备而成。时科高性能聚烯烃纤维体系成功应用于各类混凝土和特种砂浆工程中。云南幕墙挂板喷射混凝土纤维现货
隧道一衬、二衬时科喷射混凝土纤维,不生锈、不腐蚀,还可取代钢筋网。青海喷射混凝土纤维参考价
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。青海喷射混凝土纤维参考价