玄武巖纖維土工格柵技術(shù)手冊(cè)

1、精選文檔 拓欣 玄武巖土工格柵 -Basalt Geogrid 技術(shù)手冊(cè) 鄭州登電玄武石纖有限公司1、 公司簡(jiǎn)介鄭州登電玄武石纖有限公司于2015年5月成立，是以研發(fā)、生產(chǎn)、銷售高性能玄武巖連續(xù)纖維及后制品為主的高新技術(shù)企業(yè)，由登封電廠集團(tuán)有限公司控股60%共同合資興建，廠址位于登封市三里莊高新技術(shù)工業(yè)園區(qū)，項(xiàng)目建設(shè)擬分三期進(jìn)行，擬總投資25億元，形成年產(chǎn)30萬(wàn)噸玄武巖連續(xù)纖維及其制品加工力量，實(shí)現(xiàn)年銷售收入 39億元，利稅9.75億元。建設(shè)規(guī)模分別為:一期工程年產(chǎn)10000噸，二期工程年產(chǎn)50000噸，三期工程年產(chǎn)240000噸。目前一期工程投資 1.5億元，估計(jì)可實(shí)現(xiàn)年銷售收入1.3億元，

2、利稅3250萬(wàn)元，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。玄武巖連續(xù)纖維屬于國(guó)家鼓舞進(jìn)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，它是繼碳纖維、芳倫、超高分子量聚乙烯纖維之后的又一種高技術(shù)纖維，被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色環(huán)保新材料”。玄武巖連續(xù)纖維已被列入國(guó)家“863”方案和國(guó)家“十二五”進(jìn)展規(guī)劃，特殊是【新材料產(chǎn)業(yè)“十三五”進(jìn)展規(guī)劃】、中國(guó)制造2025已明確將新材料行業(yè)中高性能纖維作為新興產(chǎn)業(yè)重要組成部分，列入國(guó)家重點(diǎn)專項(xiàng)規(guī)劃，成為引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)重要指引。本項(xiàng)目一期工程1#年產(chǎn)1000噸玄武巖纖維生產(chǎn)線自2015年6月正式開(kāi)工建設(shè)，全部為自主研發(fā)，接受國(guó)際首創(chuàng)的多層電極深液面全電熔大型池窯法生產(chǎn)工藝技術(shù)，單臺(tái)窯爐產(chǎn)量達(dá)到3噸/日以上，是

3、國(guó)內(nèi)乃于世界同行業(yè)先進(jìn)企業(yè)單元窯日產(chǎn)量的8-10倍，名副其實(shí)世界第一，具有國(guó)際領(lǐng)先水平，已于2016年1月1日正式點(diǎn)火投運(yùn)并試產(chǎn)成功，是登封電廠集團(tuán)有限公司加快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要路徑，標(biāo)志著中國(guó)玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)進(jìn)展的新的里程碑，必將為中國(guó)玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)進(jìn)展注入新的增長(zhǎng)動(dòng)力，也是登封電廠集團(tuán)有限公司大力進(jìn)展新興產(chǎn)業(yè)、培育新的增長(zhǎng)點(diǎn)的重要載體。2、 產(chǎn)品介紹1、玄武巖纖維介紹玄武巖連續(xù)纖維材料被譽(yù)為“21世紀(jì)的新材料”，以玄武巖礦石為原料，將礦石裂開(kāi)后加入熔爐中，在14501500熔融后，將均勻的熔融物通過(guò)拉絲漏板先拉成粗纖維，然后粗纖維由拉絲機(jī)拉制成各種規(guī)格的連續(xù)纖維，并依據(jù)后續(xù)用途接受不同的

4、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、芳綸等其它高性能纖維相比，玄武巖纖維不僅力學(xué)性能佳，而且具有很多優(yōu)異功能性，如耐高溫性能好，可在-260700范圍內(nèi)連續(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(guò)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)異的力學(xué)性能：玄武巖纖維的抗拉強(qiáng)度為30004900Mpa，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玻璃纖維相當(dāng)。而斷裂伸長(zhǎng)率則大于碳纖維，成品的耐沖擊性能要好于碳纖維。表1 各種纖維

5、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）30004800410-800402046502900340025006000彈性模量（GPa）951104.26.0889170140230600斷裂伸長(zhǎng)率（%）1.53.24.75.32.83.61.52.0（2）、突出的化學(xué)穩(wěn)定性：玄武巖纖維耐酸堿和水的腐蝕。玄武巖纖維含有的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)種類在各種介質(zhì)中煮沸3小時(shí)后的質(zhì)量損失（

6、%）玄武巖纖維E玻璃纖維H2O（水）1.66.22N NaOH（堿）2.86.02N HCL（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：-260700（軟化點(diǎn)為960），而玻璃纖維為-60450。玄武巖纖維在400下工作時(shí)，其斷裂強(qiáng)度能夠保持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玻璃纖維高一個(gè)數(shù)量級(jí)。表3 各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）2.62.82.541.451.78使用溫度（oC）26070060450最高250最高2000熱

7、傳導(dǎo)系數(shù)（w/m·k）0.0310.0380.0340.0400.040.135185比體積電阻（ohm·M）1×10121×10113×10132×105吸音系數(shù)（%）0.90.990.80.93（4）、與硅酸鹽的自然相容性： 玄武巖纖維是由自然的火山巖直接拉制而成，自身密度、成份、容重均與水泥相當(dāng)，且具有自然的耐堿性，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)全都。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加、老路補(bǔ)強(qiáng)，

8、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，已成為不行替代的材料。該產(chǎn)品是以玄武巖纖維通過(guò)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)度和較低的延長(zhǎng)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加和鐵路路基、堤壩護(hù)坡、機(jī)場(chǎng)跑道、防沙治沙等工程項(xiàng)目。（1）、產(chǎn)品介紹   玄武巖土工格柵是選用耐堿耐酸耐腐蝕的玄武巖纖維紗，利用國(guó)外先進(jìn)經(jīng)編機(jī)織成基材，接受經(jīng)編定向結(jié)構(gòu)，充分利用織物中紗線強(qiáng)力，使其具有良好的抗拉強(qiáng)度，抗撕裂強(qiáng)度和耐蠕變性能，并經(jīng)過(guò)優(yōu)質(zhì)改性瀝青涂覆處理

9、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)全都、抗拉強(qiáng)度高、防紫外線、耐化學(xué)穩(wěn)定性好、抗老化等優(yōu)點(diǎn)，從而得以用于路面增加，抵制裂縫車轍等大路病害產(chǎn)生，結(jié)束了瀝青路面難以增加的難題。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，具有很高的抗變形力量，斷裂延長(zhǎng)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)全都、抗拉強(qiáng)度高、防紫外線、耐化學(xué)穩(wěn)定性好、抗老化等優(yōu)點(diǎn)，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)

10、優(yōu)勢(shì)的新材料。它既適應(yīng)高達(dá)190瀝青攪拌施工時(shí)的耐高溫要求，又是增加水泥混凝土防滲抗裂的優(yōu)良建筑材料。（2）、產(chǎn)品特點(diǎn)<1> 高抗拉強(qiáng)度低延長(zhǎng)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(guò)了其它纖維與一般金屬。同時(shí)它的模量很高，具有很高的抗變形力量，斷裂延長(zhǎng)率小于3%。<2> 物理化學(xué)穩(wěn)定性極好：玄武巖纖維本身具有很強(qiáng)的耐酸堿腐蝕性，玄武巖土工格柵能夠抵制各種物理磨損和化學(xué)侵蝕，還能抵擋生物侵蝕和氣候變化，保證其性能不受損失。<3> 無(wú)長(zhǎng)期蠕變：作為增加材料，具備在長(zhǎng)期荷載的狀況下抵制變形的力量即抗蠕變性是極為重要的，玄武巖纖維

11、不會(huì)發(fā)生蠕變，確保了產(chǎn)品能夠長(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，保證了玄武巖土工格柵在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中承受高溫的穩(wěn)定性。<5> 抗疲憊開(kāi)裂：玄武巖土工格柵在瀝青面層中，能夠?qū)④囕唹哼^(guò)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)力逐步變化而不是突變，削減了應(yīng)力突變對(duì)瀝青面層的破壞。同時(shí)玄武巖土工格柵的低延長(zhǎng)率減小了路面的彎沉量，保證了路面不會(huì)發(fā)生過(guò)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

12、間，形成復(fù)合力學(xué)嵌鎖體系，限制集料運(yùn)動(dòng)，增加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制車轍的作用。<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(guò)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，可以抵制較大的拉應(yīng)力而不致發(fā)生破壞。另外，即使由于局部區(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逝，裂紋不會(huì)進(jìn)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

13、根纖維都被充分涂覆，與瀝青具有很高的相容性，從而確保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，而是堅(jiān)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BG2525252533125016BG3030303033125016BG4040404033125016BG5050505033125016BG8080808033125016BG10010010010033125016BG120120120120331250

14、16自粘式玄武巖纖維土工格柵BGA2525252533125016BGA3030303033125016BGA4040404033125016BGA5050505033125016BGA8080808033125016BGA10010010010033125016BGA12012012012033125016備注:1、我公司生產(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)格尺寸可以依據(jù)用戶的要求定制。斷裂強(qiáng)度（kN/m）經(jīng)向30506580506580緯向30506580506580伸長(zhǎng)率（%）33333333網(wǎng)格尺寸（mm

15、*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（）-260650-260650-260650-260650-260650-260650-260650-260650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)異優(yōu)異優(yōu)異優(yōu)異優(yōu)異優(yōu)異優(yōu)異優(yōu)異表5 玄武巖纖維土工格柵技

16、術(shù)規(guī)格3 玄武巖土工格柵相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T 776-2010 大路工程 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2010年3月25日發(fā)布，2010年7月1日正式實(shí)施。4 玄武巖纖維土工格柵的施工方法目前公司生產(chǎn)的玄武巖土工格柵不帶自粘膠，通常接受釘子固定法。釘子固定法所需材料：一是，40×40×0.3毫米的固定用鐵皮，要求平整不翹角；二是，2英寸鋼釘(優(yōu)質(zhì)水泥釘)。其具體施工及留意事項(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結(jié)構(gòu)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