碳纤维市场需求与用途
我国从20世纪60年代后期开始建筑结构在其使用过程中,因内部或外部、人为或自然因素的影响,会发生材料老化和结构损伤等不可逆过程,材料老化与结构损伤的不断累积会导致结构性能的劣化,严重时可引发结构失效。大量钢筋混凝土结构由于各种各样的原因而提前失效,这其中部由于膨胀混凝土的凝结时间短、不泌水时间也较之普通混凝土提前,因此,膨胀混凝土浇筑完毕后,要尽早在混凝土面进行抹面与修整工作。浇筑好的混凝土终凝前进行多次抹压,可以防止浇筑后混凝土沉降裂缝的出现;为充分发挥膨胀混凝土的限制膨胀率,钢筋的限制作用也很重要。在钢筋铺放过程中,要保证钢筋位置的准确。虽然膨胀混凝土在施工过程中会有膨胀,但这种膨胀对模板的变形并无太大影响,因此,模板施工只需考虑不渗漏浆问题,其它与普通混凝土模板相同:⑤对于拆模后混凝土结构出现的蜂窝或裂缝,凿开清理干净后,用掺膨胀剂10%的1:2水泥砂浆修补好;⑥膨胀剂不能防止混凝土表层塑性微裂缝的发生。分是由于结构抗力不足引起的,但更多的是由于结构耐久性不足造成的。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**展了高强型碳纤维的研究,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原易使混凝土浇筑后出现较大沉降的主要原因有:拌制混凝土时坍落度过大或混凝土中使用的骨料级配不连续或是砂率选择不合理;混凝土搅拌时间过短,造成水与水泥没有充分混合;浇筑时漏振或振捣时间、方法不正确;混凝土模板绑扎、支撑强度不够,在浇筑混凝土时出现模板移动;在浇筑混凝土时各层接搓处振捣不到位(即没有穿透下层混凝土)及施工时的气候条件干燥、高温、浇筑后养护不及时,都是导致这类裂缝产生的原因。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Rots,Blcauwendraod于l989年指出,描述混凝土裂纹扩展应有三个参数,包括拉伸强度,断裂能和拉伸应力一应变软化曲线形式的参数。断裂能指裂纹扩展单位面积(混凝土材料拉伸作用下从微裂纹扩展、新的微裂纹形成、汇合到最后发生断裂时,混凝土单位断製面积相应的能量耗散)释放出的能量。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。在高性能碳纤从缓释效率可以看出,钼酸钠对钢筋有比较明显的缓蚀作用。在一定的实验范围内,钼酸钠的浓度越大,缓蚀效率越高,其阻锈作用越强,表明钢筋形成了有一定的耐蚀性能的钝化膜。所以钼酸钠对钢筋的腐蚀有较好的抑制作用。同时需要注意的是钼酸钠单独使用时,低浓度的M0044-不足以在基体上形成具有保护作用的膜层,只有当浓度提高到一定的量级,具有保护作用的钝化膜才能形成,而建立完整有效的致密保护膜层,需要较高的浓度,而较高的浓度从经济角度是不合适的。所以要进行复配使用,利用协同效应来达到缓蚀效果好、成本又低的目的。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。
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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