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。如果将高延性混凝土纤维用在超高性能混凝土中,会产生低强度、高韧性的结果。嘉兴建筑工程超高性能混凝土纤维
时科纤维加入地铁管片后,可以有效提高管片混凝土的韧性,适用于大直径隧道管片。时科纤维的加入还有效提高了管片的抗冲击性,有效减少了管片在脱模、吊装、运输和施工顶进过程中,因为外界的冲击力导致的磕边掉角和开裂的情况,极大提高了管片的耐久性。 时科还参与制定了国家标准《GB/T 38901-2020 纤维混凝土盾构管片》。在该标准中规定,只要纤维混凝土的韧性等级达到3a级,就可以对隧道管片进行减筋设计,而如果达到3c级,就可以进行无筋设计。嘉兴建筑工程超高性能混凝土纤维超高分子量聚乙烯纤维对混凝土流动性的影响很大。
为了测试时科大体积混凝土抗裂纤维的抗裂效果,时科研发团队进行了纤维混凝土的抗裂测试。参照标准:CECS13-2009 早龄期抗裂性对比试验。混凝土配比:水泥砂浆,灰砂比1:1,水灰比0.35。浇筑24h后,检测开裂程度,风速5m/s,温度20度,湿度60%。试验发现,素混凝土开裂严重,裂纹总长度为482 cm,1kg/方的时科纤维增强的混凝土,裂纹总长度为118cm,2kg/方的时科纤维,其裂纹总长度为15cm。为了测试时科大体积混凝土抗裂纤维的抗裂效果,时科研发团队进行了纤维混凝土的抗裂测试。参照标准:CECS13-2009 早龄期抗裂性对比试验。混凝土配比:水泥砂浆,灰砂比1:1,水灰比0.35。浇筑24h后,检测开裂程度,风速5m/s,温度20度,湿度60%。试验发现,素混凝土开裂严重,裂纹总长度为482 cm,1kg/方的时科纤维增强的混凝土,裂纹总长度为118cm,2kg/方的时科纤维,其裂纹总长度为15cm。
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。防止地坪混凝土开裂的方法很多,需要综合使用。
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,而聚丙烯纤维的拉伸强度为350MPa,弹性模量为3-5GPa。这两种纤维价格相差10倍之后,这两种纤维本不具备可比性,但是由于这两种纤维在外观上是一模一样的,所以有可能出现以假乱真的情况。 即使是纤维界的老手,在面对超高分子量聚乙烯纤维和聚丙烯纤维的时候,在没有专业仪器的情况下,也是无法分辨出来的。 下面总结一下分辨方法: 一、价格分辨。聚丙烯纤维的价格是每吨8000-12000元。低于8000元的,基本就是掺东西的,可以掺水、工业盐、滑石粉、玻纤、聚酯纤维、废丝等等。超高分子量聚乙烯纤维的价格是每吨8-13万,低于这个价格的,那也有可能不纯。 二、差示扫描量热仪(DSC测试),可以直接测试这两种纤维的熔融温度。超高分子量聚乙烯的熔融温度是130度左右,聚丙烯的熔融温度是165度左右。 三、直接浇筑在高延性混凝土ECC中。如果混凝土展示出了很高的韧性,那就是超高分子量聚乙烯。如果高延性混凝土直接断掉,那就是聚丙烯纤维。桥面板铺装层用超高性能混凝土UHPC需要更高的强度。嘉兴建筑工程超高性能混凝土纤维
超高性能混凝土UHPC的配方设计准则:堆积密度理论。嘉兴建筑工程超高性能混凝土纤维
时科除了有超高性能混凝土UHPC的纤维,还有高延性混凝土ECC的聚烯烃纤维,以及高延性混凝土的超高分子量聚乙烯纤维。时科研发团队突发奇想,提出如果把高延性混凝土的纤维用在UHPC里,会是怎样的结果。经测试发现: 时科UHPC纤维,让混凝土的抗折强度很高,后期的韧性保持在抗折强度的水平。 时科ECC纤维,因为影响了流动性,UHPC的抗折强度有所降低,但是后期的韧性却远远高于抗折强度,也高于时科UHPC纤维的韧性水平。 时科超高分子量聚乙烯纤维,让UHPC的抗折强度降到很低,也让UHPC的韧性达到很高,基本可以让UHPC变成了ECC的特性。嘉兴建筑工程超高性能混凝土纤维