GB/T38901-2020盾構(gòu)管片中應(yīng)用高分子粗合成纖維

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一、聚丙烯粗纖維在盾構(gòu)管片中的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)

目前，國內(nèi)盾構(gòu)隧道工程中常用的襯砌結(jié)構(gòu)形式主要為預(yù)制混凝土管片，管片是隧道長期穩(wěn)定和

安全運(yùn)行的關(guān)鍵產(chǎn)品，其長期耐久性也是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性指標(biāo)之一。與鑄鐵管片、鋼管片相比，預(yù)制混凝土管片具有更高的耐久性、剛度以及經(jīng)濟(jì)性。但由于混凝土為脆性材料，其抗拉性能較差，在生產(chǎn)制造、施工安裝以及運(yùn)輸過程中易出現(xiàn)裂縫及破損現(xiàn)象。因此，新型混凝土管片材料的研究受到越來越多的關(guān)注，成為目前隧道盾構(gòu)技術(shù)研究的重要方向之一。

研究結(jié)果表明： 混凝土中加入合成纖維后，由于纖維以三維網(wǎng)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(shí)產(chǎn)生的膨脹或收縮壓力，而當(dāng)初始裂紋發(fā)生后，并可阻止裂紋的進(jìn)一步發(fā)展，因此，纖維混凝土具有較好的抗凍融性及抗化學(xué)腐蝕性能。

實(shí)驗(yàn)得出結(jié)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(qiáng)度無明顯影響；而

三種纖維對混凝土耐久性的影響還需進(jìn)一步試驗(yàn)分析論證，文中獲得的結(jié)果與現(xiàn)有相關(guān)研究結(jié)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(qiáng)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(qiáng)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(chǎn)及施工中的脆性問題及開裂問題，利于產(chǎn)品尺寸精度控制。

二、聚丙烯粗合成纖維的化學(xué)成分

      聚丙烯粗合成纖維的主要化學(xué)指標(biāo)：聚丙烯。

三、聚丙烯粗合成纖維的基本特點(diǎn)

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(tuán)結(jié)，安全，價(jià)格合理，節(jié)約成本；

3.可以用于高腐蝕，潮濕環(huán)境中表面經(jīng)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(shí)驗(yàn)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(jié)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(zāi)中混凝土不易發(fā)生爆炸。

四、典型應(yīng)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(shù)參數(shù)