上海石化新型碳纤维结构材料成功替代钢筋

碳纤维筋是通过特殊的拉挤工艺将碳纤维与树脂结合制成形似钢筋的一种新型高性能复合材料,具有强度高、质量轻、耐腐蚀等优点。目前国内外土木工程领域,碳纤维复合材料主要用于加固补强,以碳纤维筋替代钢筋直接作为筑造本体由于涉及结构设计、施工质量、制造成本等诸多难题尚处于起步探索阶段。

此次中国石化上海石化股份公司同合作单位研制开发的碳纤维筋材料均采用自行生产的碳纤维,权威部门测试鉴定结果表明制品的抗拉强度、弹性模量等关键指标均优于国家相关规范标准,经工程设计后制成的碳纤维筋混凝土构筑物成功用作设施设备基础。

据工程人员介绍,由于该项目紧靠黄海,用碳纤维筋替代钢筋不但能够降低构筑物的自重,更为重要的是碳纤维材料大幅增强了混凝土筋结构的耐海洋腐蚀性、耐水泥碱性以及振动阻尼效果,从而有效提高建筑物的耐久性能,降低维护成本,延长使用期限。

上海石化碳纤维复合材料在土木工程领域经过多年发展,已在公路、立交桥、水库及机场等重特大基建项目的加固修复工程中广泛应用,此次凭借碳纤维筋一举突破应用局限替代传统工程材料也进一步表明公司碳纤维复合材料在国内土木工程领域处于领先水平。

碳纤维与钢材比较

1.密度方面,碳纤维的密度为1.8g/cm3,而钢材的密度为7.8g/cm3,两者差了四倍。进入到21世纪,交通工具、机械等产品都在向轻量化方向发展,这对减少能源消耗、提高效率以及环境的保护都有重要意义。

2.强度方面,我们知道钢材的强度很高,但碳纤维的抗拉强度在3400MPa以上,是钢的四倍之多,使用起来更加安全可靠,寿命长。

3.化学性能方面,钢材接触到大气、水、化学物质容易受腐蚀,碳纤维的化学性能十分稳定,在水中不生锈。

4.使用领域方面,钢材一般作为结果来使用,而碳纤维除了用于结构件,还能制造钱包、钱夹等生活中常用的小物品,适用领域更加广泛。