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。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。宁夏增韧超高性能混凝土纤维
殷石,正高级工程师,国家高层次人才项目入选者,博士毕业于澳大利亚詹姆斯库克大学,致力于增强混凝土和砂浆用聚烯烃纤维的研发和生产。曾获得澳大利亚国家创新大赛一等奖,在世界极大的科技出版社之一德国斯普林格(Springer)出版著作一本,发表SCI国际学术论文十余篇,获得七项中国发明专利和一项美国发明专利的授权。 2016年,在宁波高新区成立了宁波时科新材料科技有限公司,致力于打造纺织材料和混凝土的交叉领域,让纤维成为混凝土必不可少的第七组分。时科开发的产品包括:桥梁、大坝等大体积混凝土抗裂纤维,隧道、地铁管片等增韧纤维,混凝土地坪用适用纤维、建筑装饰用超高性能混凝土适用纤维、房屋加固高延性混凝土适用纤维、灌浆料适用纤维等。纤维有效提高混凝土的抗裂性能、韧性、抗冲击性和耐久性,并可以取代非结构钢筋。 时科参与了四项国家标准和多项行业标准的制定,被评为国家高新技术企业,获得中国留学人员回国创业启动支持计划(重点类),获得中国公路学会科学技术奖(一等奖)和中国公路建设行业协会科学技术进步奖(三等奖)。安徽超高性能混凝土纤维供应时科纤维创始人殷石博士获得正高级工程师认证。
时科纤维在大体积混凝土中具有很好的抗裂效果,原因是多方面的,包括纤维的强度高、模量高、纤维与混凝土的界面粘结力强等。还有一个重要的原因就是时科纤维做过分散处理,让纤维的分散性更好。因为纤维可以均匀的分散在混凝土的内部,所以可以协同受力来抵御混凝土的温度收缩。那些不易分散或分散不均匀的纤维,就会导致没有纤维或纤维成团的位置,更容易开裂。所以,在纤维的选择上,除了要考虑纤维的强度和增强能力外,纤维的分散指标也是一个非常重要的考量因素。
超高性能混凝土UHPC的配方设计,遵循的是堆积密度理论。具体的来说,就是粗砂子先堆积,粗砂子中的孔隙用细砂子来堆积,细砂子中的孔隙有水泥来堆积,水泥颗粒间的孔隙由粉煤灰来堆积,粉煤灰间的孔隙由硅灰来堆积,硅灰间的孔隙由水来堆积。这样就形成了一个堆积紧密的整体。当然逐级堆积涉及到的材料还有很多,比如微珠、陶土等等。堆积的原理是不变的,但堆积方式可以是多样的,堆积的材料也是多样的,每个人都有专门的配方。时科纤维的特点就是不影响堆积密度,以及工厂生产的材料高稳定性。时科纤维3kg比20kg钢纤维的体积量还要大。
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。时科大体积混凝土纤维具备可良好的分散性和可施工性。安徽超高性能混凝土纤维供应
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。宁夏增韧超高性能混凝土纤维
混凝土预制楼板通常较薄,混凝土容易开裂。针对这种情况,时科开发了专门的抗裂纤维和增韧纤维。时科抗裂纤维的优点是易分散,抗裂效果明显,但缺点是不能减筋,因此提高楼板质量的同时,也增加了成本。时科增韧纤维,可以有效提高混凝土楼板的韧性,因此可以减少钢筋的使用量,也就是说,可以只需要保留结构钢筋,或把钢筋网格的间距增大。然而,结构型纤维较长,分散不容易,需要采用专门的搅拌工艺,这对自动化生产又提出了难题。总的来说,两种纤维均有其各自的特点和极好的效果,只是需要根据市场和客户的需要,进行具体的分析和设计。宁夏增韧超高性能混凝土纤维