时科纤维技术研发团队为工程的减筋做了很大的努力。 “少动脑筋,多配钢筋”这是很多工程设计工作遵循的准则。因为钢筋是建筑极主要的结构,建筑的安全性和钢筋的含量有极直接的关系。钢筋多点,富余量大点,工程安全等级高点,都是划算的。为了省一点点钢筋,极后导致工程问题,那就得不偿失了。所以,“减筋”在行业里是不可触碰的指标。 然而,很多时候,当我们不得不面临减筋的时候,发现我们没有这技术,那么情况就有点尴尬了。比如预制构件的黑灯工厂,钢筋笼过于密集,焊接手伸不进去,钢筋又不敢减,也不会减。再比如在高腐蚀性的环境下,钢筋腐蚀严重,钢筋打得越多,工程的安全隐患就越大,可是不知道该如何减筋,没有这个技术。 时科参与起草的国家标准《GB/T 38901-2020 纤维混凝土衬砌管片》和中国土木工程学会标准T/CCES X-20XX《结构型纤维增强混凝土结构应用设计标准》就解决了上述问题。这两个标准告诉设计工作者,如果纤维混凝土达到某个韧性指标,就可以减筋。减筋率该怎么计算呢?就是使用测试出来纤维混凝土的弯曲韧性,换算成抗拉强度,直接和钢筋进行换算。时科纤维有效抑制大体积混凝土温度收缩开裂。海南增韧地坪混凝土纤维
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。内蒙古增韧地坪混凝土纤维时科纤维获得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。
时科超高分子量聚乙烯纤维可以使抗压强度高的混凝土、超高性能混凝土UHPC和高延性混凝土ECC具有超高韧性的增强能力。如今,很多工程和标准对抗压强度高的混凝土、超高性能混凝土UHPC和高延性混凝土ECC都明确了韧性指标。 对于隧道管片的抗压强度高的混凝土,纤维增强混凝土产生的韧性,可以直接换算成抗拉强度。 对于超高性能混凝土UHPC来说,根据标准T/CECS 10107-2020,UT4级别的超高性能混凝土拉应变应大于等于2%。 对于高延性混凝土ECC来说,拉应变为1-5%或达到一类、二类的弯曲韧性。 这些韧性都可以通过时科的超高分子量聚乙烯纤维来实现。时科地坪纤维3kg便具有相近于20kg钢纤维的抗裂效果。
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,碳纤维的拉伸强度2000-3000MPa,弹性模量220GPa。碳纤维的表面是惰性的,超高分子量聚乙烯表面也是惰性的。惰性提高了两种纤维制备复合材料的难度。然而,超高分子量聚乙烯耐热性能差,碳纤维耐温很高。除了耐温缺陷外,超高分子量聚乙烯的模量是弹性的一半,但同体积下价格也是碳纤维的一半。 因为超高分子量聚乙烯的密度是0.94,碳纤维的密度是1.8,在同体积下超高分子量聚乙烯的质量只是碳纤维的一半。而两种纤维每吨的售价是相近的。因此,在一些领域,超高分子量聚乙烯纤维取代碳纤维就成了一种可能。超高分子量聚乙烯纤维可以分散均匀,但是纤维需要特殊处理。海南增韧地坪混凝土纤维
时科超高分子量聚乙烯纤维取代碳纤维成为一种可能。海南增韧地坪混凝土纤维
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。聚甲醛纤维的拉伸强度为800-1500MPa,弹性模量8-15GPa。两种纤维的强度差距较大,因此应用领域也相差较远。超高分子量聚乙烯纤维,直径是25微米,加入后混凝土的流动性会受到极大的影响,因此适用于加固用高延性混凝土ECC和修补砂浆领域。聚甲醛纤维的直径是200微米左右,加入后对混凝土的流动性影响较小,因此主要应用于超高性能混凝土UHPC领域。如果将超高分子量聚乙烯纤维应用于超高性能混凝土UHPC中,出现的结果就是UHPC的抗压、抗折、抗拉强度降低,但是会出现应变强化、多点开裂等高韧性的特征。海南增韧地坪混凝土纤维