玄武巖纖維土工格柵技術(shù)手冊(cè)

航天拓鑫纖維科技玄武巖土工格柵---------BasaltGeogrid技術(shù)手冊(cè)四川航天拓鑫玄武巖實(shí)業(yè)有限企業(yè)企業(yè)簡(jiǎn)介四川航天拓鑫玄武巖實(shí)業(yè)有限企業(yè)是由中國(guó)航天科技集團(tuán)投資控股有限企業(yè)、深圳航天科技創(chuàng)新研究院、深圳國(guó)創(chuàng)恒科技發(fā)展有限企業(yè)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究院及成都航天萬欣科技有限企業(yè)共同投資興辦的以研發(fā)、生產(chǎn)和銷售高性能玄武巖纖維和纖維制品為主業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)。企業(yè)自主研發(fā)的玄武巖持續(xù)纖維生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備充足展示了校企聯(lián)合的優(yōu)勢(shì)，在纖維生產(chǎn)工藝及設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性、纖維性能、終端纖維制品的開發(fā)等方面已經(jīng)到達(dá)國(guó)內(nèi)外領(lǐng)先水平。企業(yè)依托中國(guó)航天和哈爾濱工業(yè)大學(xué)強(qiáng)大的科研技術(shù)實(shí)力及企業(yè)自有的研發(fā)技術(shù)實(shí)力，是“中國(guó)航天科技集團(tuán)工程纖維材料研制基地之一”，承擔(dān)了航天領(lǐng)域、國(guó)防軍事領(lǐng)域的多項(xiàng)科研項(xiàng)目，獲得6項(xiàng)國(guó)家專利。企業(yè)非常重視原則化的建設(shè)和實(shí)行，除制定了嚴(yán)格的企業(yè)原則外，還參與制定了國(guó)家和行業(yè)原則，其中包括國(guó)標(biāo)《水泥混凝土和砂漿用短切玄武巖纖維》、《FRP增強(qiáng)復(fù)合筋》、交通部原則《公路工程玄武巖纖維及其制品》和建設(shè)部原則《纖維增強(qiáng)復(fù)合材料格柵》和《構(gòu)造加固修復(fù)玄武巖纖維片材》。企業(yè)于在本行業(yè)領(lǐng)域中第一家通過了ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證，拓鑫纖維產(chǎn)品通過了CTS第三方公正檢查產(chǎn)品認(rèn)證，其性能、質(zhì)量處在行業(yè)領(lǐng)先水平。產(chǎn)品簡(jiǎn)介1、玄武巖纖維簡(jiǎn)介玄武巖持續(xù)纖維材料被譽(yù)為“二十一世紀(jì)的新材料”，以玄武巖礦石為原料，將礦石破碎后加入熔爐中，在1450℃～1500℃熔融后，將均勻的熔融物通過拉絲漏板先拉成粗纖維，然后粗纖維由拉絲機(jī)拉制成多種規(guī)格的持續(xù)纖維，并根據(jù)后續(xù)用途采用不一樣的浸潤(rùn)劑進(jìn)行浸潤(rùn)處理，加工形成最終產(chǎn)品。與玻璃纖維、碳纖維、芳綸等其他高性能纖維相比，玄武巖纖維不僅力學(xué)性能佳，并且具有諸多優(yōu)秀功能性，如耐高溫性能好，可在-260～700℃范圍內(nèi)持續(xù)工作；耐酸耐堿，抗紫外線性能強(qiáng)，吸濕性低，有更好的耐環(huán)境性能；絕緣性能好，高溫過濾性佳，抗輻射等。因此玄武巖纖維是碳纖維的低價(jià)替代品，是繼碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維之后的第四大高技術(shù)纖維。（1）、優(yōu)秀的力學(xué)性能：玄武巖纖維的抗拉強(qiáng)度為3000～4900Mpa，比大絲束碳纖維、芳綸、PBI纖維、鋼纖維、硼纖維、氧化鋁纖維都要高，與S玻璃纖維相稱。而斷裂伸長(zhǎng)率則不小于碳纖維，成品的耐沖擊性能要好于碳纖維。表1多種纖維材料的機(jī)械性能對(duì)比性能玄武巖纖維聚丙烯纖S玻纖芳綸碳纖維抗拉強(qiáng)度（MPa）3000～4800410-8004020～46502900～34002500～6000彈性模量（GPa）95～1104.2～6.088～9170～140230～600斷裂伸長(zhǎng)率（%）1.5～3.24.75.32.8～3.61.5～2.0（2）、突出的化學(xué)穩(wěn)定性：玄武巖纖維耐酸堿和水的腐蝕。玄武巖纖維具有的K2O、MgO和TiO2等成分對(duì)提高纖維耐化學(xué)腐蝕及防水性能起到重要的作用。玄武巖纖維在飽和Ca(OH)2溶液以及在水泥等堿性介質(zhì)中耐久性好，能保持高度的穩(wěn)定性。表2玄武巖纖維與E玻纖的化學(xué)穩(wěn)定性對(duì)比介質(zhì)種類在多種介質(zhì)中煮沸3小時(shí)后的質(zhì)量損失（%）玄武巖纖維E－玻璃纖維H2O（水）1.66.22NNaOH（堿）2.86.02NHCL（酸）2.238.9（3）、突出的物理性能：玄武巖纖維耐溫性能好，使用溫度范圍為：-260～700℃（軟化點(diǎn)為960℃），而玻璃纖維為-60～450℃。玄武巖纖維在400℃下工作時(shí)，其斷裂強(qiáng)度可以保持85%。而碳纖維氧化性差，300℃即有氣體產(chǎn)生；芳綸最高使用溫度也只有250℃。玄武巖纖維具有良好介電性能，其體積電阻率比E玻璃纖維高一種數(shù)量級(jí)。表3多種纖維材料的物理性能對(duì)比性能玄武巖纖維E玻纖芳綸碳纖維密度（g/cm3）2.6～2.82.541.451.78使用溫度（oC）－260～700－60～450最高250最高熱傳導(dǎo)系數(shù)（w/m·k）0.031～0.0380.034～0.0400.04～0.135～185比體積電阻（ohm·M）1×10121×10113×10132×10－5吸音系數(shù)（%）0.9～0.990.8～0.93（4）、與硅酸鹽的天然相容性：玄武巖纖維是由天然的火山巖直接拉制而成，自身密度、成分、容重均與水泥相稱，且具有天然的耐堿性，與水泥、混凝土混合時(shí)分散性好，結(jié)合力強(qiáng)，熱脹冷縮系數(shù)一致。2、玄武巖纖維土工格柵：

玄武巖纖維土工格柵是一種用于路面增強(qiáng)、老路補(bǔ)強(qiáng)，加固路基及軟土基的優(yōu)良土工合成材料。在處理瀝青路面反射裂紋應(yīng)用上，已成為不可替代的材料。該產(chǎn)品是以玄武巖纖維通過國(guó)際先進(jìn)的經(jīng)編工藝制成網(wǎng)狀基材，經(jīng)表面涂覆處理而制成的半剛性制品。具有經(jīng)、緯雙向很高的抗拉強(qiáng)度和較低的延伸率，并具有耐高溫、耐低寒、抗老化、耐腐蝕等優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用于瀝青路面、水泥路面及路基的增強(qiáng)和鐵路路基、堤壩護(hù)坡、機(jī)場(chǎng)跑道、防沙治沙等工程項(xiàng)目。（1）、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

玄武巖土工格柵是選用耐堿耐酸耐腐蝕的玄武巖纖維紗，運(yùn)用國(guó)外先進(jìn)經(jīng)編機(jī)織成基材，采用經(jīng)編定向構(gòu)造，充足運(yùn)用織物中紗線強(qiáng)力，使其具有良好的抗拉強(qiáng)度，抗扯破強(qiáng)度和耐蠕變性能，并通過優(yōu)質(zhì)改性瀝青涂覆處理而成的平面網(wǎng)絡(luò)狀材料。玄武巖土工格柵具有玄武巖纖維具有耐高溫、抗凍融（-260-650℃）、與瀝青混凝土熱膨脹系數(shù)一致、抗拉強(qiáng)度高、防紫外線、耐化學(xué)穩(wěn)定性好、抗老化等長(zhǎng)處，玄武巖纖維瀝青混凝土在常溫下的彈性模量與瀝青混凝土彈性模量比高達(dá)24:1，具有很高的抗變形能力，斷裂延伸率在3.1%左右。玄武巖纖維具有耐高溫、抗凍融（-260-650℃）、與瀝青混凝土熱膨脹系數(shù)一致、抗拉強(qiáng)度高、防紫外線、耐化學(xué)穩(wěn)定性好、抗老化等長(zhǎng)處，由于瀝青混合料的拌合溫度高達(dá)190℃以上，因此耐高溫的玄武巖纖維是替代聚酯纖維、木質(zhì)素纖維的極具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的新材料。它既適應(yīng)高達(dá)（2）、產(chǎn)品特點(diǎn)<1>高抗拉強(qiáng)度低延伸率：玄武巖纖維土工格柵是以玄武巖纖維為原料，而玄武巖纖維的抗拉強(qiáng)度極高，超過了其他纖維與一般金屬。同步它的模量很高，具有很高的抗變形能力，斷裂延伸率不不小于3%。<2>物理化學(xué)穩(wěn)定性極好：玄武巖纖維自身具有很強(qiáng)的耐酸堿腐蝕性，玄武巖土工格柵可以抵御多種物理磨損和化學(xué)侵蝕，還能抵御生物侵蝕和氣候變化，保證其性能不受損失。<3>無長(zhǎng)期蠕變：作為增強(qiáng)材料，具有在長(zhǎng)期荷載的狀況下抵御變形的能力即抗蠕變性是極為重要的，玄武巖纖維不會(huì)發(fā)生蠕變，保證了產(chǎn)品可以長(zhǎng)期保持性能。<4>熱穩(wěn)定性好：玄武巖纖維的熔點(diǎn)在1500℃以上，長(zhǎng)期使用溫度在-260°~650°之間，<5>抗疲勞開裂：玄武巖土工格柵在瀝青面層中，可以將車輪壓過路面而產(chǎn)生的壓應(yīng)力和拉應(yīng)力分散，在兩塊受力區(qū)域之間形成緩沖帶，應(yīng)力逐漸變化而不是突變，減少了應(yīng)力突變對(duì)瀝青面層的破壞。同步玄武巖土工格柵的低延伸率減小了路面的彎沉量，保證了路面不會(huì)發(fā)生過度變形。<6>耐高溫車轍：在瀝青面層中使用玄武巖土工格柵，其在瀝青面層中起到骨架作用。瀝青混凝土中集料貫穿于格柵間，形成復(fù)合力學(xué)嵌鎖體系，限制集料運(yùn)動(dòng)，增長(zhǎng)了瀝青面層中的橫向約束力，瀝青面層中各部分彼此牽制，防止了瀝青面層的推移從而起到抵御車轍的作用。<7>抗低溫縮裂：在低溫條件下，瀝青混凝土遇冷收縮，產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過瀝青混凝土拉伸強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)生裂紋。玄武巖土工格柵在瀝青面層中的應(yīng)用，提高了面層橫向拉伸強(qiáng)度，使得瀝青混凝土的拉伸強(qiáng)度大大提高，可以抵御較大的拉應(yīng)力而不致發(fā)生破壞。此外，雖然由于局部區(qū)域產(chǎn)生裂紋，在裂紋發(fā)生的應(yīng)力集中，經(jīng)玄武巖土工格柵的傳遞而消失，裂紋不會(huì)發(fā)展成裂縫。<8>與瀝青混合料的相容性：玄武巖土工格柵在后處理工藝中涂覆的材料是針對(duì)瀝青混合料設(shè)計(jì)的，每根纖維都被充足涂覆，與瀝青具有很高的相容性，從而保證了玄武巖纖維土工格柵在瀝青層中不會(huì)與瀝青混合料產(chǎn)生隔離，而是牢固地結(jié)合在一起。（3）、產(chǎn)品規(guī)格及性能參數(shù)：表4玄武巖纖維土工格柵技術(shù)參數(shù)玄武巖纖維土工格柵技術(shù)參數(shù)分類型號(hào)斷裂強(qiáng)度(KN/m)斷裂伸長(zhǎng)率(%)網(wǎng)格尺寸(mm×mm)幅寬(m）經(jīng)向緯向經(jīng)向緯向玄武巖纖維土工格柵BG2525≥25≥25≤3≤312～501～6BG3030≥30≥30≤3≤312～501～6BG4040≥40≥40≤3≤312～501～6BG5050≥50≥50≤3≤312～501～6BG8080≥80≥80≤3≤312～501～6BG100100≥100≥100≤3≤312～501～6BG10≥120≥120≤3≤312～501～6自粘式玄武巖纖維土工格柵BGA2525≥25≥25≤3≤312～501～6BGA3030≥30≥30≤3≤312～501～6BGA4040≥40≥40≤3≤312～501～6BGA5050≥50≥50≤3≤312～501～6BGA8080≥80≥80≤3≤312～501～6BGA100100≥100≥100≤3≤312～501～6BGA10≥120≥120≤3≤312～501～6備注:1、我企業(yè)生產(chǎn)的土工格柵常規(guī)的網(wǎng)格尺寸為12.7mm和25.4mm。2、常規(guī)幅寬為2m、4m和6m。3、土工格柵的強(qiáng)度、幅寬及網(wǎng)格尺寸可以根據(jù)顧客的規(guī)定定制。斷裂強(qiáng)度（kN/m）經(jīng)向30506580506580緯向30506580506580伸長(zhǎng)率（%）≤3≤3≤3≤3≤3≤3≤3≤3網(wǎng)格尺寸（mm*mm）25.4×25.425.4×25.425.4×25.425.4×25.425.4×25.412.7×12.712.7×12.712.7×12.7彈性模量（Gpa）8585858585858585耐溫性（℃）-260~650-260~650-260~650-260~650-260~650-260~650-260~650-260~650幅寬（m）1-61-61-61-61-61-61-61-6表面處理改性瀝青改性瀝青改性瀝青改性瀝青改性瀝青改性瀝青改性瀝青改性瀝青耐腐蝕性優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀表5玄武巖纖維土工格柵技術(shù)規(guī)格3玄武巖土工格柵有關(guān)原則中華人民共和國(guó)交通運(yùn)送行業(yè)原則《JT/T776-公路工程玄武巖纖維及其制品》之第3部分：玄武巖纖維土工格柵，已于3月25日公布，7月1日正式實(shí)行。4玄武巖纖維土工格柵的施工措施目前企業(yè)生產(chǎn)的玄武巖土工格柵不帶自粘膠，一般采用釘子固定法。釘子固定法所需材料：一是，40×40×0.3毫米的固定用鐵皮，規(guī)定平整不翹角；二是，2英寸鋼釘(優(yōu)質(zhì)水泥釘)。其詳細(xì)施工及注意事項(xiàng)如下：（1）釘子固定法鋪設(shè)玄武巖土工格柵時(shí)，先將一端用固定鐵皮和釘子固定在已灑布粘層瀝青的下層構(gòu)造上，釘子可用錘擊或射釘槍射入，再將格柵縱向拉緊并分段固定，每段長(zhǎng)度為2-5米，對(duì)于水泥混凝土路面，可按收縮縫間距分段。鋼釘位置設(shè)于接縫處，規(guī)定格柵拉緊時(shí)，其縱橫向均處