主持人:由于外界和自身结构的原因,混凝土表现出诸多缺陷,研发非织造布模板衬需要克服哪些技术瓶颈?
曾宪森:理想的CPFL需要同时满足几个条件:可以排出新拌混凝土中的多余水分和气泡,充分降低表层的水灰比;阻止水泥颗粒渗出,提高水泥颗粒在混凝土表层的相对含量,并在表层形成致密的富含水化硅酸钙结构,降低其渗透性;能为混凝土为表层水泥水化提供水分,抑制裂缝产生;可多次周转使用。
基于混凝土构件对其表面性能质量的要求及混凝土初凝前的环境条件和我国的施工条件及环境的现实状况,项目研发基于国内现行针刺法非织造布的生产条件,利用短纤成网的技术和工艺特点,通过对纤维原料,如改变组成纤维纤度、长度、卷曲率等;针刺工艺,包括调整针刺密度、针刺深度等,以及后整理(温度、压力和走布速度等)技术的研究和开发,形成了适用于混凝土结构施工用的具有过滤层、通道层和粘结层三层结构的非织造布模板衬产品的生产技术。
主持人:您们在研究非织造布模板衬的过程中如何解决这些技术难题?
曾宪森:这项技术有两个关键问题需要解决。
一是针对CPFL各层的不同功能要求,设计不同的空间物理结构。我们通过综合运用传质、流变、渗流、梯度、能量、仿真等理论与工具,借助现有国内外研究成果,探讨普通和透水模板界面混凝土富水、富气现象产生机理及表层结构形成机制,系统地研究非织造布CPFL的物理力学性能指标及过滤层结构等效孔径大小对水分迁移速率、固体颗粒阻滞沉淀机制的影响,分析非织造布CPFL特性指标与材料(成分与结构、水流状态与方向、水的含气量和温度等)的关系,研究纤维组分的空间结构对其自身吸水、锁水、释水等性能的影响作用,以及水分在混凝土表面与非织造布CPFL的输移机制,提出非织造布CPFL的空间物理结构。
鉴于国内非织造布的装备水平与工艺状况,项目研究结合国情,对理论物理结构进行了修正,发明了空间结构可控的非织造布CPFL的制备方法。
二是根据CPFL应用需要,采用不同的空间物理结构工艺。通过对过滤层空间结构的研究,实现衬表层孔径均值能确保混凝土表层中的气体及多余的水分排出,且阻止水泥颗粒不渗入衬内,低毛羽率也保证了脱模。在解决了通道层迅速排出水、气问题的同时,针对不同的环境条件,利用不同保湿纤维材料在湿度梯度作用下的释水特性,设计开发了满足不同要求的模板衬系列产品,实现拆模前对混凝土的养护,避免微裂纹的出现。粘结层采用高旦纤维、低密度针刺工艺,使衬与模板有较强的锚定作用,实现衬与模板在使用时始终为一体,从而保证模板衬能重复使用。
鉴于国内尚无具有三层不同结构于一体的非织造布制造装备,在现有生产条件下,通过改进非织造布的工艺和生产组织方式,探索出满足所需功能的产品生产工艺技术。并在生产实践中探索出新的具有适用性和成熟性的工艺技术。