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【科普知识】玄武岩纤维土工格栅(一)产品及其特点介绍

科界 06月20日

来源:中国复合材料学会

玄武岩纤维一直都跟建筑行业纠缠不清,但是也扎根不深。至今为止,在道路中应用最多的是土工格栅,虽然说土工格栅在公路或者山区道路中应用有着很多优点,但是离全面应用还有很长的路要走。因为在原有混凝土中应用,第一、势必增加工程预算;第二、在混凝土能满足设计的情况下很难说服设计院额外放进外物;第三、人们对玄武岩纤维材料还是了解得不够,有些复合行业人员都不怎么了解,更何况非专业人员。


本篇文章也是位让大家更加了解玄武岩纤维土工格栅为什么一定要用于公路建设上,特别是山区的道路——如云南大山边、四川丘陵地带、贵州的石头路等等。

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玄武岩纤维土工格栅是一种用于路面增强、老路补强,加固路基及软土基的优良土工合成材料。在处理沥青路面反射裂纹应用上,已成为不可替代的材料。


利用经编机织成基材,采用经编定向结构,充分利用织物中纱线强力,改善其力学性能,使其具有良好的抗拉强度,抗撕裂强度和耐蠕变性能,并经过优质改性沥青涂覆处理而成的平面网络状材料。其因循相似相容原理,重点突出其与沥青混合料的复合性能,并充分保护纤维基材,极大提高了基材的耐磨性及抗剪切能力,从而得以用于路面增强,抵抗裂缝车辙等公路病害产生,结束了沥青路面难以增强的难题。

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玄武岩纤维土工格栅产品特点:

1、产品具有强度高、伸长率低、耐高温、模量高、重量轻、韧性好、耐腐蚀、寿命长、易合性好等优点,可广泛应用于旧的水泥路面、机场跑道的维修、堤坝、河岸、边坡防护、道桥路面增强处理等工程领域,可给路面增强、补强,防止路面车辙疲劳裂纹,热冷伸缩裂纹和下面的反射裂纹,并能将路面承载应力分散,延长路面使用寿命。


2、高抗拉强度低延伸率:玄武岩纤维土工格栅是以玄武岩纤维为原料,而玄武岩纤维的抗拉强度极高,超过了其它纤维与普通金属。同时它的模量很高,具有很高的抗变形能力,断裂延伸率小于3%。


3、无长期蠕变:作为增强材料,具备在长期荷载的情况下抵抗变形的能力即抗蠕变性是极为重要的,玄武岩纤维不会发生蠕变,确保了产品能够长期保持性能。


4、物理化学稳定性极好:玄武岩纤维本身具有很强的耐酸碱腐蚀性,玄武岩土工格栅能够抵抗各种物理磨损和化学侵蚀,还能抵御生物侵蚀和气候变化,保证其性能不受损失。


5、热稳定性好:玄武岩纤维的熔点在1500℃以上,长期使用温度在-260°~650°之间,保证了玄武岩土工格栅在摊铺作业中承受高温的稳定性。


6、集料的嵌锁和限制作用:由于玄武岩土工格栅是网状结构,沥青混凝土中的集料可以贯穿其中,这样就形成了机械嵌锁。这种限制阻碍了集料的运动,使沥青混合料在受荷载的情况下能够达到更好的压实状态,更高的承重能力,更好的荷载传递性能及较小的变形。


7、与沥青混合料的相容性:玄武岩土工格栅在后处理工艺中涂覆的材料是针对沥青混合料设计的,每根纤维都被充分涂覆,与沥青具有很高的相容性,从而确保了玄武岩纤维土工格栅在沥青层中不会与沥青混合料产生隔离,而是牢固地结合在一起。  


8、抗疲劳开裂:玄武岩土工格栅在沥青面层中,能够将车轮压过路面而产生的压应力和拉应力分散,在两块受力区域之间形成缓冲带,应力逐步变化而不是突变,减少了应力突变对沥青面层的破坏。同时玄武岩土工格栅的低延伸率减小了路面的弯沉量,保证了路面不会发生过度变形。


9、耐高温车辙:在沥青面层中使用玄武岩土工格栅,其在沥青面层中起到骨架作用。沥青混凝土中集料贯穿于格栅间,形成复合力学嵌锁体系,限制集料运动,增加了沥青面层中的横向约束力,沥青面层中各部分彼此牵制,防止了沥青面层的推移从而起到抵抗车辙的作用。


10、抗低温缩裂:在低温条件下,沥青混凝土遇冷收缩,产生拉应力,当拉应力超过沥青混凝土拉伸强度时,产生裂纹。玄武岩土工格栅在沥青面层中的应用,提高了面层横向拉伸强度,使得沥青混凝土的拉伸强度大大提高,可以抵抗较大的拉应力而不致发生破坏。另外,即使因为局部区域产生裂纹,在裂纹发生的应力集中,经玄武岩土工格栅的传递而消失,裂纹不会发展成裂缝。


11、延缓减少反射裂缝:在沥青中加铺玄武岩土工格栅平层,抑制由交通荷载引起的剪切或拉伸应力,释放应变,作为沥青混凝土拉伸增强材料,达到延缓减少裂缝的目的。


文章来源: 高性能纤维复材资讯


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科普知识 玄武岩纤维 玄武岩 土工格栅

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