碳(C)纤维板在土木工程(Engineering)中的应用现状 目前碳纤维主要以结构材料(Material)和功能材料两种形式应用于土木工程(Engineering),其中作为结构材料的应用最多。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。碳纤维作为结构材料的应用
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(1)碳(C)纤维筋。碳纤维配件“外柔内刚”,质量比金属铝轻,但强度却高于钢铁,并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一代增强纤维。碳纤维生产传统的玻璃纤维相比,杨氏模量是其3倍多;它与凯夫拉纤维相比,杨氏模量是其2倍左右,在有机溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐蚀性突出。它是由多股连续(Continuity)纤维长丝,浸渍树脂(Resin)基材料(Material),经专用涂层敷设(fū shè)机制成线性预毛坯,然后加捻(niǎn)合股制成坯绳,经特制的模具(称号:工业之母)拉挤成型的复合材料。碳纤维筋的加工属于连续加工工艺,机械化程度比较高,性能稳定(解释:稳固安定;没有变动)。碳纤维筋的强度(strength)比低碳(Low carbon)钢高约90% ,而重量仅为后者的1 /5左右;碳纤维与混凝土(Concrete)的附着强度高达713MPa,高于钢绞线与混凝土2197MPa的附着强度 ;碳纤维板筋具有良好的拉伸疲劳性能及耐腐化侵蚀
、抗冲击、柔性(Flexible)高和易于操作控制的性能,因此在桥梁(Bridge)、码头等易受腐蚀的结构中应用较多。碳纤维筋在80年代末开始应用于土木工程(Engineering),目前在美国已经商品化。我国在这方面的研究(research)较晚,但研究速度较快,已经做了大量试验,并正在制定相关(related)的标准和标准。1988 年日本率先在新宫桥采用碳纤维绞线作为预应力筋。1996 年美国建成了世界上第一座复合材料棒材增强混凝土桥 。如泰勒大桥等都采用了碳纤维筋,或是用于增强混凝土,或是用作预应力筋、预应力拉索等,使用至今效果很好。
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