时科研发团队由正高级工程师、教授、海归博士组成,致力于打造纺织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。时科研发了高韧性聚丙烯和超高分子链聚乙烯的共混体系,成功开发并生产出高韧性聚烯烃纤维,拉伸强度达到600-1000MPa,弹性模量8-15GPa。时科的技术研发团队,专门为客户进行定制化的需求,根据客户对混凝土的抗裂和增韧方面的需求,来设计适用的纤维。对于混凝土抗裂和增韧的具体性能和指标,时科技术工程中心还为客户提供不收费的测试服务。在混凝土增强领域,时科纤维可取代抗裂钢筋网和钢纤维,降低工程成本,并有效提高混凝土的抗裂、抗冲击和裂后性能,极大地提高了混凝土的韧性和耐久性,可广泛应用于隧道和矿井用喷射混凝土、预制构件、地坪、水利工程、地铁管片、桥面板、大体积混凝土等。在特种砂浆领域,如超高性能混凝土(UHPC)、高延性混凝土(ECC)、修补砂浆和灌浆料等,时科纤维可以取代钢纤维、聚乙醇纤维、超高分子量聚乙烯纤维和玻璃纤维等,且易分散、不扎人、可与皮肤接触、不生锈、不腐蚀。当用量达到一定比例,可使混凝土产生多点开裂和曲挠强化的特性。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)。杭州建筑喷射混凝土纤维
时科超高分子量聚乙烯纤维与钢纤维的应用领域可以互补。 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%。钢纤维的拉伸强度为400-2000MPa,弹性模量为220GPa,断裂伸长率3-10%。作为增强纤维来说,模量是极关键的技术指标之一。虽然超高分子量聚乙烯纤维的模量是钢纤维模量的一半,但是已经远远高于混凝土的模量(30GPa)。 超高分子量聚乙烯纤维,直径是微米级的,加入后混凝土表面光滑,但是会严重影响混凝土的流动性。 钢纤维的直径是毫米级的,加入混凝土后,表面会有露头扎手,但是对混凝土的流动性影响要远远小于超高分子量聚乙烯纤维。 所以,二者的应用领域会有很大的差别。超高分子量聚乙烯纤维适用于薄层加固工程,而钢纤维适合于浇筑类工程。杭州建筑喷射混凝土纤维不同纤维制备的FRP筋各有特色。
大体积混凝土对施工性的要求是极高的,很多纤维在这类工程中是无法使用的。因为常规微米级的毛毛状的纤维会严重降低混凝土的流动性,这对后期的泵送是十分不友好的。时科纤维兼具好的施工性、不影响流动性、不堵泵,还要有较强的抗裂效果。 此外,纤维的分散性也是一个重要指标。纤维倒在搅拌站里,需要均匀分散,如果分散不均匀,也就起不到拉结的效果,如果发生了成团现象,还会有负面的效果。时科纤维做过专门的抗静电处理,让纤维在搅拌过程中,不会因为摩擦而产生静电,导致纤维的抱团。
时科超高分子量聚乙烯纤维比聚乙烯醇纤维具有更好增韧效果。 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。聚乙烯醇纤维的拉伸强度1000-2000MPa,弹性模量10-30GPa。聚乙烯醇纤维表面具有大量的羟基,因此分散困难,且与水泥的界面粘结太强。日本技术可以通过在纤维表面上油,来降低聚乙烯醇纤维表面羟基的活跃度。然而,油是宏观物质,羟基是微观物质,使用宏观的物质来抵御微观的性能,其难度是很高的,稳定性也是不够的。然而,超高分子量聚乙烯纤维表面没有羟基基团,是疏水材料,因此相比之下,容易分散,与水泥的界面粘结强度也适中。所以,在高延性混凝土的增强中,超高分子量聚乙烯纤维具有更好增韧效果。高抗裂、高抗渗的海工混凝土可以有效防止氯离子侵蚀。
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。海工混凝土需要解决氯离子侵蚀问题。杭州建筑喷射混凝土纤维
时科超高分子量聚乙烯纤维使高延性混凝土的轴拉测试,具有应变强化和多点开裂的效果。杭州建筑喷射混凝土纤维
海工混凝土工程面临的极大困难之一就是氯离子腐蚀钢筋。氯离子对混凝土本身不具有腐蚀性,但是如果混凝土开裂,海水达到了钢筋部位,那海水中的氯离子就会持续对钢筋进行腐蚀。钢筋除了被腐蚀外,还会发生膨胀,把钢筋旁边的混凝土都胀开,导致更多的钢筋接触到海水。这样形成一个负面的循坏后,如果结构钢筋发生了破坏,那么这个工程就会面临倒塌的风险。时科纤维采用的是高耐腐蚀、耐盐碱的聚丙烯和聚乙烯材料。在海工混凝土中,可以有效抑制混凝土的开裂,保护好钢筋不被腐蚀。杭州建筑喷射混凝土纤维