主持人:由于外界和自身結構的原因,混凝土表現出諸多缺陷,研發非織造布模板襯需要克服哪些技術瓶頸?
曾憲森:理想的CPFL需要同時滿足幾個條件:可以排出新拌混凝土中的多余水分和氣泡,充分降低表層的水灰比;阻止水泥顆粒滲出,提高水泥顆粒在混凝土表層的相對含量,并在表層形成致密的富含水化硅酸鈣結構,降低其滲透性;能為混凝土為表層水泥水化提供水分,抑制裂縫產生;可多次周轉使用。
基于混凝土構件對其表面性能質量的要求及混凝土初凝前的環境條件和我國的施工條件及環境的現實狀況,項目研發基于國內現行針刺法非織造布的生產條件,利用短纖成網的技術和工藝特點,通過對纖維原料,如改變組成纖維纖度、長度、卷曲率等;針刺工藝,包括調整針刺密度、針刺深度等,以及后整理(溫度、壓力和走布速度等)技術的研究和開發,形成了適用于混凝土結構施工用的具有過濾層、通道層和粘結層三層結構的非織造布模板襯產品的生產技術。
主持人:您們在研究非織造布模板襯的過程中如何解決這些技術難題?
曾憲森:這項技術有兩個關鍵問題需要解決。
一是針對CPFL各層的不同功能要求,設計不同的空間物理結構。我們通過綜合運用傳質、流變、滲流、梯度、能量、仿真等理論與工具,借助現有國內外研究成果,探討普通和透水模板界面混凝土富水、富氣現象產生機理及表層結構形成機制,系統地研究非織造布CPFL的物理力學性能指標及過濾層結構等效孔徑大小對水分遷移速率、固體顆粒阻滯沉淀機制的影響,分析非織造布CPFL特性指標與材料(成分與結構、水流狀態與方向、水的含氣量和溫度等)的關系,研究纖維組分的空間結構對其自身吸水、鎖水、釋水等性能的影響作用,以及水分在混凝土表面與非織造布CPFL的輸移機制,提出非織造布CPFL的空間物理結構。
鑒于國內非織造布的裝備水平與工藝狀況,項目研究結合國情,對理論物理結構進行了修正,發明了空間結構可控的非織造布CPFL的制備方法。
二是根據CPFL應用需要,采用不同的空間物理結構工藝。通過對過濾層空間結構的研究,實現襯表層孔徑均值能確保混凝土表層中的氣體及多余的水分排出,且阻止水泥顆粒不滲入襯內,低毛羽率也保證了脫模。在解決了通道層迅速排出水、氣問題的同時,針對不同的環境條件,利用不同保濕纖維材料在濕度梯度作用下的釋水特性,設計開發了滿足不同要求的模板襯系列產品,實現拆模前對混凝土的養護,避免微裂紋的出現。粘結層采用高旦纖維、低密度針刺工藝,使襯與模板有較強的錨定作用,實現襯與模板在使用時始終為一體,從而保證模板襯能重復使用。
鑒于國內尚無具有三層不同結構于一體的非織造布制造裝備,在現有生產條件下,通過改進非織造布的工藝和生產組織方式,探索出滿足所需功能的產品生產工藝技術。并在生產實踐中探索出新的具有適用性和成熟性的工藝技術。