采礦業(yè)隧道噴射用聚丙烯粗合成纖維

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

一、聚丙烯粗纖維在采礦隧道襯砌中使用

關(guān)于采礦業(yè)，特別是隧道施工，在噴漿混凝土中，電焊網(wǎng)可以用粗纖維代替。節(jié)省挖掘時(shí)間以減少開(kāi)采的成本。此外，該技術(shù)消除了完全覆蓋電焊網(wǎng)的必要性，可以采用固定的混凝土寬度節(jié)省材料量來(lái)遵循開(kāi)挖輪廓。下圖顯示了此優(yōu)勢(shì)：隧道施工中使用聚丙烯單絲或者粗纖維混凝土可提高耐火性。

總而言之，由于其各方面的優(yōu)勢(shì)，纖維增強(qiáng)混凝土市場(chǎng)正處于擴(kuò)張階段，越來(lái)越多的專業(yè)公司加入其中。需要高特性混凝土替代傳統(tǒng)建筑材料的建筑單位都必須考慮這一點(diǎn)。

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。

隧道中采用粗纖維與鋼筋或鋼筋網(wǎng)相比的優(yōu)勢(shì)：

（1）為圓形結(jié)構(gòu)安裝鋼筋是費(fèi)時(shí)且昂貴的。 FRC可以很容易地制成任何形狀，因此通過(guò)使用噴射混凝土或現(xiàn)澆工藝可以更快，更經(jīng)濟(jì)，從而提高了效率和生產(chǎn)率。

（2）避免了鋼筋的運(yùn)輸和存儲(chǔ)，這在地下應(yīng)用中后勤上將面臨很大挑戰(zhàn)，而纖維在混凝土中混合并運(yùn)輸可以通過(guò)泵送，很容易實(shí)現(xiàn)。

（3）可以通過(guò)噴射混凝土工藝來(lái)應(yīng)用FRC，這是使用噴漿混凝土初始襯砌的關(guān)鍵因素，特別是出于安全預(yù)防目的禁止進(jìn)入的無(wú)支護(hù)面，或在開(kāi)挖后地質(zhì)條件需要立即做支護(hù)的情況，尤其如此。

（4）在硬巖隧道和采礦中，或在軟土隧道中用作密封層時(shí)，通常在自然，不規(guī)則的開(kāi)挖面之后，將噴漿混凝土安裝在相對(duì)較薄的層中。與鋼筋或網(wǎng)狀鋼筋相比，使用纖維加固時(shí)需要較少的噴射混凝土，因?yàn)殇摻罨蚓W(wǎng)狀鋼筋相對(duì)較硬，不能很好地遵循巖石面的不規(guī)則形狀，并且在高點(diǎn)之間的凹凸面上架橋。為了完全嵌入鋼筋和網(wǎng)格鋼筋，需要更多的材料來(lái)填充這些“山谷”。

（5）纖維均勻地分布在混凝土基體中，是具有各向同性的結(jié)構(gòu)特性，而鋼筋則具有各向異性的特性。如果載荷條件不確定，局部受力隨機(jī)性不可預(yù)測(cè)（即由于節(jié)理，砌塊破壞或局部調(diào)整的錨桿樣式），則各向同性的特點(diǎn)就變得很重要。

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。

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)