Sapen隧道盾構管片抗裂增韌用高分子纖維

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盾構管片中應用高分子粗合成纖維

(SAP 47S / SAP 55S / SAP 65S)

一、聚丙烯粗纖維在盾構管片中的應用實驗

目前，國內盾構隧道工程中常用的襯砌結構形式主要為預制混凝土管片，管片是隧道長期穩定和

安全運行的關鍵產品，其長期耐久性也是設計的關鍵性指標之一。與鑄鐵管片、鋼管片相比，預制混凝土管片具有更高的耐久性、剛度以及經濟性。但由于混凝土為脆性材料，其抗拉性能較差，在生產制造、施工安裝以及運輸過程中易出現裂縫及破損現象。因此，新型混凝土管片材料的研究受到越來越多的關注，成為目前隧道盾構技術研究的重要方向之一。

研究結果表明： 混凝土中加入合成纖維后，由于纖維以三維網狀分散于其中，具有較好的約束作

用， 可以緩解因溫度變化時產生的膨脹或收縮壓力，而當初始裂紋發生后，并可阻止裂紋的進一步發展，因此，纖維混凝土具有較好的抗凍融性及抗化學腐蝕性能。

實驗得出結論：

（1）高分子合成纖維、鋼纖維及玻璃纖維的摻加對管片混凝土工作性、抗壓強度無明顯影響；而

三種纖維對混凝土耐久性的影響還需進一步試驗分析論證，文中獲得的結果與現有相關研究結果相

比，還存在一些不一致的地方，特別是服役后期混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能明顯下降。

（2）三種纖維的摻加對混凝土的增韌效果顯著， 混凝土抗彎性能及抗沖擊性能得到明顯改善，摻纖維后混凝土韌性和等效曲撓強度提高了300%~500%，6 kg/m3 的合成纖維和30 kg/m3 的鋼纖維具有同等的韌性增強效果， 初裂抗沖擊能提高45%~83%，斷裂抗沖擊能提高77%~118%。基于高分子合成纖維對混凝土的增韌效果，可減少或部分取代管片混凝土中鋼筋用量，提高管片綜合效益。理論上可解決管片生產及施工中的脆性問題及開裂問題，利于產品尺寸精度控制。

二、聚丙烯粗合成纖維的化學成分

      聚丙烯粗合成纖維的主要化學指標：聚丙烯。

三、聚丙烯粗合成纖維的基本特點

1.為所有級別的混凝土提供良好的抗疲勞，抗收縮，抗震及良好的韌性；

2.操作簡單，不易團結，安全，價格合理，節約成本；

3.可以用于高腐蝕，潮濕環境中表面經過壓花處理，提高了與混凝土之間的咬合力，也提高了抗收縮、抗裂等性能。

4.粗合成纖維的剛度不及鋼纖維，但實驗證明同等條件下,粗合成纖維每立方混凝土需3kg-6kg，而鋼纖維需要25kg-40kg,結果表明，含粗合成纖維的混凝土纖維韌性和抗裂效果更好。

5. 具有金屬纖維不具備的防火性，在火災中混凝土不易發生爆炸。

四、典型應用

用于噴漿混凝土，混凝土工程，地坪，橋梁，隧道，尤其在變形及韌性要求較高的工程，如礦井，水利水電工程等。

五、聚丙烯粗合成纖維的主要技術參數