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。时科纤维创始人在世界大型的科技出版社之一德国斯普林格(Springer)出版著作。湖南混凝土超高分子量聚乙烯纤维量大从优
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。湖南混凝土超高分子量聚乙烯纤维量大从优时科海工混凝土纤维不生锈、无腐蚀,耐久性和混凝土同寿命。
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。
当前高延性混凝土的轴拉试验,遵循行业标准《JCT2461-2018 高延性纤维增强水泥基复合材料力学性能试验方法》。该试验采用狗骨头形状的试块进行拉伸测试。拉伸试验的优点就是测试数据可以直接应用于结构计算中。其缺点就是试验波动性较大,试块的断裂容易出现在两端的连接位置,而不是中间的试验段。为了避免这个问题,也可以考虑使用碳纤维布对两端的连接位置进行加固。使用时科超高分子量聚乙烯纤维增强高延性混凝土可以实现4%左右的拉伸变形,并出现应变强化和多点开裂的效果。时科超高分子量聚乙烯纤维的单向布(UD布)具有较好成本优势。
超高分子量聚乙烯纤维的力学性能和增韧效果是毋庸置疑的。但是超高分子量聚乙烯纤维一个大特点是,超高分子量聚乙烯纤维对混凝土流动性的影响很大。这算是缺点,也算是优点,要看使用的场景。 如果用在浇筑类的高延性混凝土中,或者用在喷射类的高延性混凝土中,低流动性无疑导致了施工困难和喷射困难。 如果用在抹面加固的应用场合,低流动性正好可以牢牢地粘在墙上。 总的来说,低流动还是限制了超高分子量聚乙烯纤维这么好的纤维的应用范围。时科混凝土预制楼板纤维帮助减少楼板的开裂。青海隧道超高分子量聚乙烯纤维生产厂家
时科纤维公司参与多项国家、行业、地方、协会的标准制定。湖南混凝土超高分子量聚乙烯纤维量大从优
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。湖南混凝土超高分子量聚乙烯纤维量大从优