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在我國大型基建工程中，水泥混凝土用量極其巨大，耐久性問題也非常顯著。因混凝土開裂、韌性差而造成了諸多基建工程質量特別是壽命短和耐久性不好等嚴重問題。由紹興中紡院江南分院有限公司、北京中紡纖建科技有限公司聯合完成的“混凝土增強聚丙烯纖維及關鍵應用技術的產業(yè)化開發(fā)”項目制備出了3種能夠顯著提高混凝土性能的高性能仿鋼纖維。該項目產品的研發(fā)是產業(yè)用紡織品的一個全新領域，應用領域十分廣泛。
據北京中紡纖建科技有限公司總經理史小興介紹，增強聚丙烯纖維已成為了大型公共建筑不可或缺的建材。特別是國家體育場“鳥巢”、北京奧林匹克公園網球中心、中央電視臺總部大樓、北京地鐵四號線、國家會議中心、國家體育總局訓練樓等北京或國家重大工程均可看到增強聚丙烯纖維的身影。
抗裂纖維歷史悠久
據史小興介紹，用纖維增強混凝土并非當代的新構想，在粘土、石灰、石膏、水泥等膠凝材料中加入纖維以改善其力學性能是一種很古老的方法。三千多年前的中國人就已經懂得在粘土中摻入禾稈草以增加其硬度及耐雨水沖刷的能力。在石灰或石膏中加入麻根的技術也有二千多年的的應用歷史。
1963年，人們發(fā)現在水泥凈漿和砂漿中加入少量的聚丙烯纖維可以明顯改善其抗沖擊的能力。此后，英國人在混凝土中摻入少量的膜裂聚丙烯纖維用以制造管樁、墻板等水泥制品。近30年來，人們開發(fā)出了一系列可摻入混凝土/砂漿中的單絲合成纖維，如聚丙烯、聚酯、聚乙烯、尼龍、聚丙烯晴等等。其中聚丙烯纖維因為價格適中、無毒、耐老化、耐化學腐蝕、耐生物分解、質量穩(wěn)定容易控制而應用廣泛。
談到我國采用聚丙烯纖維的歷史，史小興坦言，美國杜拉公司對中國大面積采用聚丙烯纖維作出了不少貢獻。杜拉纖維于1996年引入國內，并迅速占領了空白的國內市場。北京中紡纖建科技有限公司下定決心，一定要擁有自主知識產權的產品。為此，中紡院江南分院有限公司與北京中紡纖建科技有限公司收集了國內外大量產品進行分析研究，立足原料本土化，結合自己的特點和國情，對聚合物進行改性，研制新的改性劑；同時他們?yōu)榱烁纳评w維與水泥的親合性和握裹力，采用了全新的表面處理方法。
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產業(yè)化是關鍵
作為國內最早從事合成纖維研究開發(fā)的國家級科研機構，紹興中紡院江南分院有限公司擁有一流的科研人才和科研手段，其在紡織纖維領域的技術水平更是具備與國際同臺競爭的實力。史小興表示，進入建筑工程纖維市場，好的項目關鍵是實現產業(yè)化，選擇與紹興中紡院江南分院有限公司合作研發(fā)的目的就是為了向市場推出合格的產品，他們獨創(chuàng)的“水泥混凝土防裂改性聚丙烯纖維及其制造方法”獲得了國家知識產權局頒發(fā)的發(fā)明專利證書。該產品采用加入PC對紡絲原料進行改性和用APD對纖維進行表面處理這兩項非常具有創(chuàng)新性的關鍵技術，防裂改性聚丙烯纖維在預拌混凝土中具有很好的分散性，與混凝土基體有較好的粘結性，可明顯減少砂漿/混凝土的早期收縮裂縫，改善砂漿/混凝土的抗裂、抗?jié)B、抗凍、抗沖擊及韌性等性能，這些優(yōu)良的性能完全符合重大工程建設對材料選擇的要求。
據了解，北京中紡纖建科技有限公司生產制造的建筑工程纖維系列，覆蓋了房屋建筑、水利、公路和鐵道等大型工程建設領域。北京奧運會場館、東北西南地區(qū)的多項水利設施、南北東西縱橫方向的多條高等級公路等大型工程建設都使用了建筑工程纖維。北京中紡纖建科技有限公司現已成為與國外同類高新科技產品爭雄我國建筑工程纖維領域不可多得的企業(yè)之一。
同根同源協作共贏
紹興中紡院江南分院有限公司和北京中紡纖建科技有限公司都是中國紡織科學研究的子公司，這也無疑為兩家合作的順利展開埋下了伏筆。強強聯合為增強聚丙烯纖維合贏得市場樹立了穩(wěn)固的基礎。目前，增強聚丙烯纖維產品已經在國內數百處路橋、水利、土木、房建、裝飾等重點工程中得到了廣泛應用，用戶反響強烈，成為國內建筑工程用纖維市場上唯一一支能夠與國際行業(yè)巨頭同臺競爭的有生力量。不僅如此，北京中紡纖建科技有限公司先進的技術開發(fā)實力和權威的試驗檢測手段與服務，很幸運地被確認為“中國建筑工程纖維材料研發(fā)中心”和“建設部混凝土工程技術研究中心纖維材料分中心”的依托單位。
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據悉，繼“混凝土增強聚丙烯纖維及關鍵應用技術的產業(yè)化開發(fā)”項目順利產業(yè)化后。由中國紡織科學研究院江南分院牽頭，北京中紡纖建科技有限公司承擔的浙江紹興市科學技術局“高性能仿鋼纖維及關鍵應用技術的產業(yè)化開發(fā)”科技開發(fā)項目，也通過了紹興市科學技術局組織的鑒定和驗收。該產品的開發(fā)和推廣使用對建筑混凝土的增韌、抗裂有明顯的作用，可以明顯提高混凝土的韌性，克服混凝土強度高而韌性差的不足，對提高建筑物的耐久性十分有利
產品簡介
聚丙烯纖維以聚丙烯為原料，
經特殊的生產工藝及表面處理技術，
確保其在混凝土中具有極
佳的分散性以及與水泥基體的握裹力，且抗老化性好，可保證在混凝土中長期發(fā)揮功效。
聚丙烯纖維化學性質穩(wěn)定，
只依靠改變混凝土的物理結構而改善混凝土的性能，
其本身不發(fā)
生任何化學反應。同混凝土骨料、外加劑、摻合料的水泥混合后其化學、物理性能穩(wěn)定，故
與混凝土材料有良好的親和性。
聚丙烯纖維可有效的增強混凝土的韌性、
有效的控制混凝土塑性收縮、
干縮、
溫度變化等因
素引起的微裂，防止及抑制裂縫的形成和發(fā)展，有效地改善混凝土
/
砂漿的抗裂抗?jié)B性能及
抗沖擊、抗沖磨、抗凍融、抗震能力
。
二、主要功能
1抗裂性能
聚丙烯纖維在混凝土
/
砂漿內部形成均勻的亂向支撐體系，能有效阻止混凝土
/
砂漿內原生裂
縫的發(fā)生和發(fā)展，
減少裂縫的數量和尺寸，
有效阻礙骨料的離析，保證泌水均勻，
阻礙沉降
裂縫的形成。
2.
提高抗?jié)B性能
聚丙烯纖維可有效抑制混凝土
/
砂漿的早期干縮裂縫及離析裂縫的產生和發(fā)展，有效地抑制
連通裂縫的產生，大大提高混凝土
/
砂漿的密實行，從而提高混凝土
/
砂漿的抗?jié)B性能。
0.6-0.9kg/m3
摻量的聚丙烯纖維混凝土比普通混凝土的抗?jié)B能力提高
70%
以上。
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3.
提高耐磨性能和抗沖擊性能
聚丙烯纖維能有效地控制混凝土拌合料的泌水現象，
降低水泥顆粒、
砂粒的離析作用，
改善
機體界面的粘結性能，
形成更為牢固的混凝土表面。
聚丙烯纖維同時能吸收沖擊能，
有效減
少裂縫，
增強介質材料連續(xù)性，
減少沖擊波被阻斷引起的局部應力集中現象，
故能大大提高
混凝土抗沖擊性能。
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