碳纤维市场需求与用途
我国从20世纪60年代后期采用无锈的钢筋植入钻孔,对钢筋进行旋转以利结构胶与钻孔壁的粘合,植入的钢筋须做临时固定防止向下滑移。开始研制碳纤维,历经近40年的漫长历程。在此期间,由于国外把碳纤维生产技术列入禁运之列,严格控制封锁,制约了我国碳纤维工业的发展。我国科技工作者发扬自力更生的精神,从无到有,逐步建成了碳纤维的工业雏型。20世纪70年代初突破连续化工艺,1976年在中科院山西煤炭化学研究所建成我国第一条PAN基碳纤维扩大试验生产线,生产能力为2t/a;20世纪80年**展了混凝土中所用的外加剂种类十分丰富,较常用的主要有减水剂、引气剂、养护剂、防冻剂等,可以有效地改善和提高混凝土的耐久性。比如减水剂可以在满足施工和易性的条件下,大幅度地减小用水量,减小混凝土中的孑L隙,提高混凝土的强度和耐久性;引气剂可以在混凝土中形成一定数量的均匀分布、稳定而封闭的微小气泡,提高混凝上的抗冻、抗渗、抗腐蚀的耐久性能。高混凝土徐变开始增长较快,‘以后逐渐减慢,通常在最初六个月内可完成最终徐变量的70~80%,第一年内可完成90%左右,其余部分在以后几年内逐渐完成,通常经过2—5年可以认为徐变基本结束,如果试件经长期荷载作用后,在某个时刻‘全部卸载,如图中的虚线所示,则混凝土在卸载瞬间发生的瞬时弹性恢复,即图中的t称之为瞬时恢复应变,其数值比加载时的顺势应变玩。略小;接着为一段徐变恢复过程,这部分的徐变恢复应变称为弹性后效。弹性后效的值仅为徐变变形的l/12左右,恢复的时间约为20天。在试件中最后余下的绝大部分应变为不可恢复的残余应变。强型碳纤维的研究,于1998年建成一条新的中试生产线,规模为40t/a。我国主要研究单位有山西煤化所、上海合纤所、北京化工大学、山东工业大学、东华大学、安徽大学、浙江大学、长春工业大学等。
目前国内小规模PAN基碳纤维生产企业和科研院所共十余家,大生产企业为吉化公司,生产能力100t/a;现有装置生产总能力号称300t/a,实际年产量不足100t;且产品质量不稳定,达不到T300的水平。目前制约我国碳纤维发展的首要原因是PAN原丝质量不过关,其它原因还有生产技术及设备等。
随着我国经济的快速发展,碳纤维需求与日俱增,虽然国际上一些公司T300级原丝和碳纤维产品对我国开始解冻,但碳纤维及其复合材料的生产是关系到国防建设的高科技技术,必须立足国内。所以,研制生产高性能、高质量的碳纤维,以满足和民用产品的需求,扭转大量进口的局面,是我国碳纤维工业发展亟待 解决的问题。碳纤维已被列为国家化纤行业重点扶持的新产品。近期国内有多家企业拟建或正在建设碳纤维生产装置,如安徽蚌埠灯芯绒集团与华源集团合作建设安徽华皖碳纤维有限公司一期500t/aPAN原丝和200t/a碳纤维工程,于2005年初建成投产,总投资超过2亿元。PAN原丝采用亚砜一步法,技术由国外引进,产品以12K的T300级碳纤维为主导产品,并准备引进成熟的预浸料生产线。华皖碳纤维公司二期建设规模将使碳纤维产量翻一番达到400t/a。此外,山东、浙江、广西等地也有拟建碳纤维生产线的计划。
三、碳纤维市场需求与用途
2008年我国全面启动和实施的大飞机重大专项整体配套项目中,包括了碳纤维在内的诸多化工新材料项目,随着以该专项为代表的国内各领域对碳纤维产品的需求增加,许多碳纤维研究项目或千吨级产业化项目纷纷启动。由于我国碳纤维行业缺乏具有自主知识产权的核心产业化技术,产业发展不会一蹴而就。在高性能碳纤维复合材料项目中,国家将重点支持千吨级高性能碳纤维和聚丙烯腈原丝生产工艺技术,预氧化炉、碳化炉等大型关键设备制造,纺丝油剂、碳纤维上浆剂、预浸料等重要辅助材料开发,以及高性能树脂基体材料开发、高性能碳纤维复合材料应用技术的产业化等。 砌体植筋破坏形式以砌体锥形破坏为主,植筋极限承载力主要由砌体材料强度和植筋深度决定。由于砌体材料强度限制,植筋钢筋宜采用直径不大于8mm的小直径钢筋,最小植筋深度为lOd,当植筋深度大于10d以后承载力提高很小;当砂浆强度等级大于IOMPa时,抗拔承载力对砂浆强度等级并不敏感;植筋间距宜大于lOOmm,对于空斗墙砌体一般只在丁砖上植结构裂缝产生的丰要原因是变形作用,如温度变形、收缩变形、基础均匀沉降变形等诸多因索。地下室外墙裂缝产生的原因不外乎这些因素,但地下室外墙有明显不同于其他大体积混凝土构件的特殊性,比如构件长度较大,所受基础的约束比较大.构件形状不利于施工过程中的养护,降温、保温措旆难以实施等因素,使地F室墙体的裂缝控制更加困难。筋;施工方法对植筋质量影响较大,砌体植筋之前需对砌体进行充分浇水湿润,但表面不应留有明水。
据了解,目前全球碳纤维产能约3.5万吨,我国市场年需求量6500吨左右,属于碳纤维消费大国。但我国碳纤维2007年产能仅200吨左右,而且主要是低性能产品,没有形成规模化产业,绝大部分依赖进口,价格非常昂贵,比如标准型T300市场价格曾高达4000元/千克~5000元/千克。由于缺少具有自主知识产权的技术支撑,国内企业目前尚未掌握完整的碳纤维核心关键技术。我国碳纤维的质量、技术和生产规模与国外差距很大,其中高性能碳纤维技术更是被西方国家垄断和封锁。
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