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    【集萃網觀察】作為世界上用量最大的建筑材料，混凝土結構已成為我國經濟建設中至關重要的組成部分。然而，全球范圍內的混凝土材料及混凝土結構正以相當快的速度劣化，僅我國每年因耐久性問題造成的經濟損失達數以千億元計，造成的建筑垃圾數以千億噸計，提高混凝土表面質量，刻不容緩。

　　主持：本報記者 陶璐璐

　　嘉賓：武漢紡織大學機械工程與自動化學院 曾憲森教授

　　早在2005年，武漢紡織大學就在國內率先對非織造布CPFL技術進行研究，2007年1月在中國紡織工業聯合會科技指導性項目中正式立項。項目以現代紡織纖維技術與工藝手段的視角，采用紡織技術手段改善混凝土表層性能，實現提高混凝土結構的耐久性，項目成果適用于所有混凝土結構施工領域。

　　“大量研究表明，混凝土結構耐久性失效的過程都是由結構表面向內部方向進行的。新拌混凝土澆筑后，受外界振動及膠凝物水化等物理和化學共同作用，極易在模板和混凝土表層界面形成富水層，并附著有氣泡，硬化拆模后形成蜂窩、砂眼、裂紋等表面缺陷，使混凝土表層致密度、強度和抗滲性降低�！薄疤岣呋炷�土表面質量的非織造布模板襯的研究與應用”項目的帶頭人、武漢紡織大學教授曾憲森為了在本質上提高混凝土的表面質量，著實下了一番功夫。

　　混凝土表觀缺陷不僅影響了建筑物外在的美感，其表層性能是混凝土及其結構的耐久性不足的最主要原因，外來介質通過混凝土表面逐步入侵到內部，進而引起整體結構的劣化，從而導致耐久性問題。曾憲森介紹，這些問題無法通過優化混凝土組成和配合比的途徑得到解決，只能通過提高混凝土表層抗滲性能的途徑解決，采用非織造布模板襯（Controlled Permeability Formworkiner，簡稱CPFL）是有效且經濟的技術手段。

　　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�；炷�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。

　　主持人：結合我國現行的混凝土結構的施工技術，該項目有哪些創新？

　　曾憲森：針對我國的實際情況，我們創建了具備不同孔隙的三層結構于一體的非織造布模板襯的制造方法；基于不同的施工環境條件，設計開發了滿足不同要求的非織造布透水保濕模板襯系列產品；在我國現有生產條件下，探索出滿足產品功能的工藝技術。

　　主持人：非織造布模板襯的產業化應用情況如何？應用成本是否具有優勢？

　　曾憲森：這項技術和產品性能優于國外類似的技術和產品，產品成本不到國外類似產品的50%，且更符合我國的施工環境。

　　該技術已在國家重大、重點基礎設施建設中得到了廣泛應用，如在浙江金塘跨海大橋、象山跨海大橋、嘉紹跨江大橋、福建平潭跨海大橋和廈漳跨海大橋中進行了應用。在已完成的應用推廣中節省工程開支600多萬元。

　　主持人：非織造布模板襯項目的自主研發對我國在提高混凝土表面質量領域的發展具有怎樣的意義？

　　曾憲森：這項技術打破了國外技術對中國市場的壟斷，開發了適合我國施工條件且有自主知識產權的技術和產品，大幅降低了應用模板襯技術和產品的成本，引領我國形成一個建筑領域應用紡織產品的新分支。同時，提高了因表面質量引起的混凝土結構耐久性，可促進我國建筑領域施工技術的升級和科技進步，在我國當前基礎設施的高速建設中，對資源的節約和生態環境的保護都有重大的經濟價值和社會意義。

　　來源：中國紡織報

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