隧道襯砌噴射用聚丙烯粗合成纖維

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一、聚丙烯粗纖維在世界隧道襯砌中的使用案例

傳統(tǒng)隧道的襯砌支護(hù)是先架好鋼筋網(wǎng)片，再使用噴射混凝土，鋼筋網(wǎng)片的搭架費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且工人在沒(méi)有支護(hù)的隧道進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片的搭架，也會(huì)產(chǎn)生潛在危險(xiǎn)。隨著混凝土支護(hù)技術(shù)的發(fā)展，國(guó)際上開(kāi)始將鋼纖維加入到噴射混凝土中作為 增強(qiáng)材料，從而取代鋼筋網(wǎng)片。但鋼纖維在攪拌、噴射中有其固有的缺點(diǎn)，且易生銹。因此，使用工程合成粗纖維增強(qiáng)噴射混凝土已經(jīng)成為國(guó)際普遍采用的方法，超過(guò)5000km的隧道使用了合成粗纖維增強(qiáng)的噴射混凝土。

西班牙鐵路局 投資 1.13 億歐元建造的 4.7km鐵路，其中包括2.4km的El Regajal 隧道，該隧道地質(zhì)復(fù)雜，還有高鹽含量的黏土。隧道支護(hù)采用鋼筋支護(hù)和 300 mm厚的高強(qiáng)度合成粗纖維噴射混凝土支護(hù)。 超過(guò) 1 萬(wàn)立方 的纖維噴射混凝土被作為主要的巖層支護(hù)使用；超過(guò)12萬(wàn)立方的纖維噴射混凝土被作為隧道的二次襯砌使用， 襯砌厚度為 1m。

美國(guó)加利福尼亞州 Devil’s Slide 項(xiàng) 目在 SanPedro 山挖掘了 兩條隧道，全長(zhǎng) 1.25km ，隧道寬 9m ，高4.75m ，每120m在隧道頂部安裝通風(fēng)裝置。隧道跨越3 個(gè)巖層，有的區(qū)域通過(guò)鉆頭挖掘， 有的區(qū)域通過(guò)爆炸挖掘。根據(jù)巖層的走向，一次襯砌采用纖維噴射混凝土、巖石錨桿、格柵、插管、水泥灌漿鐵管，二次襯砌使用纖維噴射混凝土。防水薄膜和排水系統(tǒng)固定在一次和二次襯砌之間。54mm 長(zhǎng)的高強(qiáng)度工程合成粗纖維是噴射混凝土中的主要增強(qiáng)材料。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ASTM C1550，經(jīng)測(cè)試，纖維噴射混凝土7d強(qiáng)度滿足320J。整個(gè)項(xiàng)目中大約300t 纖維被使用。

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(jí)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(jiǎn)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
4. 表面經(jīng)過(guò)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。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)