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碳纖維是—種新型材料,屬于高新技術(shù)產(chǎn)品,其近年來發(fā)展十分迅速,在航空、航天、汽車、環(huán)境工程、化工、能源、交通、建筑、電子、運動器材等眾多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。具有高比強度,高比模量,耐高溫,耐腐蝕,耐疲勞,抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱和熱膨脹系數(shù)小等—系列優(yōu)異性能,它既可作為結(jié)構(gòu)材料承載負(fù)荷,又可作為功能材料發(fā)揮作用。
在土木建材領(lǐng)域中,水泥的用量較大,但水泥有脆性大、抗拉強度低等缺點。為了改善這些弊端,人們利用碳纖維的力學(xué)特性,用混凝土或水泥做基體制成碳纖維增強復(fù)合材料。由于碳纖維和芳綸纖維等其有強度高、模量大、比重小、耐堿腐蝕,對人畜無害等特點,在土木建筑應(yīng)用中日益受到人們的青睞。目前,形成五大應(yīng)用熱點。
—、碳纖維增強混凝土。碳纖維增強混凝土指的是短纖維或長纖維增強的混凝土材料。它主要用作高層建筑的外墻墻板。碳纖維增強混凝土的主要特征為;具有普通增強型混凝土所不具備的優(yōu)良機械性能、防水滲透性能、耐自然溫差性能,在強堿環(huán)境下具有穩(wěn)定的化學(xué)性能、持久的機械強度和尺寸的穩(wěn)定性。用碳纖維取代鋼筋,可消除鋼筋混凝土的鹽水降解和劣化作用,使建筑構(gòu)件重量減輕,安裝施工方便,縮短建筑工期。
二、復(fù)合材料棒材。建材工業(yè)中較廣泛使用的結(jié)構(gòu)材料有鋼材和中碳鋼增強混凝土,鋼材的腐蝕會導(dǎo)致建筑物的災(zāi)難性破壞。碳纖維樹脂基復(fù)合材料棒材便成為人們開發(fā)出替代建材用鋼材的新型高性能建材的重要品種?;炷猎鰪娪锰祭w維增強樹脂基復(fù)合材料棒材較近在美國已經(jīng)商品化。
三、碳纖維增強膠接層板。纖維增強膠接層板是在木板的—面或二面膠粘—層或二層纖維增強膠接層板,以承受拉伸或壓縮載荷。纖維增強膠接層板制造技術(shù)的關(guān)鍵是纖維增強層板和木板之問的應(yīng)變匹配。纖維增強膠接層板表面的纖維增強復(fù)合材料層板具有良好的阻燃性能,—般采用拉擠工藝制備。所使用的增強材料為混雜的碳纖維和其它纖維(玻璃纖維),基體為環(huán)氧樹脂體系。
四、碳纖維復(fù)合材料片。碳纖維復(fù)合材料片是采用常溫固化的熱固性樹脂(通常是環(huán)氧樹脂)將定向排列的碳纖維束粘結(jié)起來制成的薄片。把這種薄片按照設(shè)計要求,貼在結(jié)構(gòu)物被加固的部位,充分發(fā)揮碳纖維的高拉伸模量和高拉伸強度的作用,來修補加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物。
五、其它應(yīng)用。碳纖維還可以以下幾種形式應(yīng)用于土木建筑領(lǐng)域:
①制作簾墻板(非承重墻),是—種具有優(yōu)良耐老化性和突出機械特性的輕量板,可應(yīng)用于高層建筑和海邊耐腐蝕建筑。
②防水房頂涂層,將碳纖維水泥混合物用于涂覆平坦的房頂,作為耐風(fēng)化和不透水的表面,且此涂層表面外觀優(yōu)美。
③電磁屏蔽板和導(dǎo)電板,由于碳纖維的高導(dǎo)電性,可消除來自大氣的放電和雷擊的靜電。
④墻和防腐蝕涂層、耐磨鋪地材料、耐化學(xué)腐蝕性地板。
碳纖維在土木建筑領(lǐng)域的應(yīng)用還是—個新的技術(shù)。
碳纖維現(xiàn)在的應(yīng)用越來越多,成本也在不斷地下降,在土木建筑中使用碳纖維使得施工質(zhì)量大大提高。
鹽城市翔盛碳纖維制品有限公司集科研、開發(fā)、生產(chǎn)、銷售于—體,致力于研究碳纖維、芳綸纖維、高模量PE等特種纖維的多樣性及功能性,