碳纤维的特点
2页1、碳纤维在土木建筑中形成五大应用热点碳纤维及其复合材料是伴随着军工事业的发展而成长起来的新型材料,属于 高新技术产品,具有高比强度,高比模量,耐高温,耐腐蚀,耐疲劳,抗蠕变、 导电、传热和热膨胀系数小等一系列优异性能,它既可作为结构材料承载负荷, 又可作为功能材料发挥作用。因此其近年来发展十分迅速,在航空、航天、汽车、 环境工程、化工、能源、交通、建筑、电子、运动器材等众多领域得到了广泛的 应用。在土木建材领域中,水泥的用量最大,但水泥有脆性大、抗拉强度低等缺点。 为了改善这些弊端,人们利用碳纤维的力学特性,用混凝土或水泥做基体制成碳 纤维增强复合材料。由于碳纤维和芳纶纤维等其有强度高、模量大、比重小、耐 碱腐蚀,对人畜无害等特点,在土木建筑应用中日益受到人们的青睐。目前,形 成五大应用热点。一、碳纤维增强混凝土。碳纤维增强混凝土指的是短纤维或长纤维增强的混 凝土材料。它主要用作高层建筑的外墙墙板。碳纤维增强混凝土的主要特征为; 具有普通增强型混凝土所不具备的优良机械性能、防水渗透性能、耐自然温差性 能,在强碱环境下具有稳定的化学性能、持久的机械强度和尺寸的稳定性。用碳 纤维取代钢筋,可
2、消除钢筋混凝土的盐水降解和劣化作用,使建筑构件重量减轻, 安装施工方便,缩短建筑工期。碳纤维还具有震动阻尼特性,可吸收震动波,使 防地震能力和抗弯强度提高十几倍。短切碳纤维增强水泥所用碳纤维的长度为 3、6mm,细度或宽度范围在720m,抗拉强度范围在0.50.8GPa。二、复合材料棒材。建材工业中最广泛使用的结构材料有钢材和中碳钢增强 混凝土,钢材的腐蚀会导致建筑物的灾难性破坏。碳纤维树脂基复合材料棒材便 成为人们开发出替代建材用钢材的新型高性能建材的重要品种。混凝土增强用碳 纤维增强树脂基复合材料棒材最近在美国已经商品化。复合材料棒材不腐蚀、不 导电,重量是钢材的1/4,热膨胀系数与钢材比较更接近混凝土,价格大约比环 氧涂覆保护的钢材贵20%左右。使用复合材料棒材增强比使用中碳元钢增强, 其弯曲强度增加%。复合材斜棒材和水泥的粘结强度比元钢和水泥的粘结强度 高约500%。因此它可以在海堤、造纸厂、化工厂、高速公路护栏、房屋地基 和桥梁等易腐蚀场合使用。三、纤维增强胶接层板。纤维增强胶接层板是在木板的一面或二面胶粘一层 或二层纤维增强胶接层板,以承受拉伸或压缩载荷。纤维增强胶接层板制
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