Sapen隧道盾构管片抗裂增韧用高分子纤维

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盾构管片中应用高分子粗合成纤维

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

一、聚丙烯粗纤维在盾构管片中的应用实验

目前，国内盾构隧道工程中常用的衬砌结构形式主要为预制混凝土管片，管片是隧道长期稳定和

安全运行的关键产品，其长期耐久性也是设计的关键性指标之一。与铸铁管片、钢管片相比，预制混凝土管片具有更高的耐久性、刚度以及经济性。但由于混凝土为脆性材料，其抗拉性能较差，在生产制造、施工安装以及运输过程中易出现裂缝及破损现象。因此，新型混凝土管片材料的研究受到越来越多的关注，成为目前隧道盾构技术研究的重要方向之一。

研究结果表明： 混凝土中加入合成纤维后，由于纤维以三维网状分散于其中，具有较好的约束作

用， 可以缓解因温度变化时产生的膨胀或收缩压力，而当初始裂纹发生后，并可阻止裂纹的进一步发展，因此，纤维混凝土具有较好的抗冻融性及抗化学腐蚀性能。

实验得出结论：

（1）高分子合成纤维、钢纤维及玻璃纤维的掺加对管片混凝土工作性、抗压强度无明显影响；而

三种纤维对混凝土耐久性的影响还需进一步试验分析论证，文中获得的结果与现有相关研究结果相

比，还存在一些不一致的地方，特别是服役后期混凝土抗硫酸盐侵蚀性能明显下降。

（2）三种纤维的掺加对混凝土的增韧效果显著， 混凝土抗弯性能及抗冲击性能得到明显改善，掺纤维后混凝土韧性和等效曲挠强度提高了300%~500%，6 kg/m3 的合成纤维和30 kg/m3 的钢纤维具有同等的韧性增强效果， 初裂抗冲击能提高45%~83%，断裂抗冲击能提高77%~118%。基于高分子合成纤维对混凝土的增韧效果，可减少或部分取代管片混凝土中钢筋用量，提高管片综合效益。理论上可解决管片生产及施工中的脆性问题及开裂问题，利于产品尺寸精度控制。

二、聚丙烯粗合成纤维的化学成分

      聚丙烯粗合成纤维的主要化学指标：聚丙烯。

三、聚丙烯粗合成纤维的基本特点

1.为所有级别的混凝土提供良好的抗疲劳，抗收缩，抗震及良好的韧性；

2.操作简单，不易团结，安全，价格合理，节约成本；

3.可以用于高腐蚀，潮湿环境中表面经过压花处理，提高了与混凝土之间的咬合力，也提高了抗收缩、抗裂等性能。

4.粗合成纤维的刚度不及钢纤维，但实验证明同等条件下,粗合成纤维每立方混凝土需3kg-6kg，而钢纤维需要25kg-40kg,结果表明，含粗合成纤维的混凝土纤维韧性和抗裂效果更好。

5. 具有金属纤维不具备的防火性，在火灾中混凝土不易发生爆炸。

四、典型应用

用于喷浆混凝土，混凝土工程，地坪，桥梁，隧道，尤其在变形及韧性要求较高的工程，如矿井，水利水电工程等。

五、聚丙烯粗合成纤维的主要技术参数