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如何有效避免碳纖維布加固“短命”的問題

文章作者:碳纖維布銷售官網 文章來源://www.lihunfuwu.com/ 發布日期:2022-08-30 10:39 關注度:

  外貼碳纖維布加固技術是利用膠粘劑(常用環氧樹脂)將碳纖維布在現場浸漬并粘貼至被加固結構表面,以提高結構承載力的一種加固技術。由于碳纖維具有輕質、高強、耐腐蝕等優勢,施工流程簡單,逐漸成為主流加固技術之一。

  碳纖維布加固技術是通過在被加固構件表面粘貼碳纖維布以改善結構受力狀態,實現結構有效加固的關鍵在于碳纖維布質量、碳纖維布與界面的可靠粘結。但在實際操作中,要解決以上兩方面的問題并不容易。

  近年來受下游需求拉動,我國碳纖維產能快速擴張,2021年我國碳纖維運行產能6.35萬噸,同比增長75.41%,占全球碳纖維運行產能的30.5%,產能規模全球第一。2021年我國碳纖維產量2.43萬噸,同比增長31.35%,產能利用率為38.27%,產量增速不及產能增速,主要系新增產能多在2021年下半年或年底投產,正常生產時間不足所致,預計2022年這些產能將充分釋放。這也就是說2022年碳纖維產量相較于2021年將有大幅增長。

  這是否意味著在2022年加固行業需求量沒有明顯增長的情況下,碳纖維布這類產品將會受供求、競爭關系影響,出現品質提升、價格下跌。如果簡單地這樣認為,可能有些過于“樂觀”。相反,由于碳纖維產能大量釋放,反而導致高質量碳纖維布的比例會更低。

  GB 50728-2011《工程結構加固材料安全性鑒定技術規范》中規定:對重要結構,必須選用聚丙烯腈基(PAN基)12K或12K以下的小絲束纖維,嚴禁使用大絲束纖維。其性能指標需要符合GB 50728-2011表8.2.4。

  根據GB 50728-2011表8.2.4中的要求,高強Ⅰ級碳纖維布的抗拉強度標準值要達到3400MPa,考慮到碳纖維在編制過程性能折損等問題,要保證高強Ⅰ級碳纖維布性能穩定且符合要求,建議選擇T700以上、12K或12K以下小絲束PAN基碳纖維原絲。

  T700,指的是碳纖維的品級,通常以拉伸強度指標作為衡量標準。T700抗拉強度應達到4900MPa,目前也僅有12K小絲束碳纖維原絲可以達到T700。

  需要指出的是,對重要結構,必須選用聚丙烯腈基(PAN基)12K或12K以下的小絲束纖維,嚴禁使用大絲束纖維,主要原因是因為小絲束抗拉強度十分穩定,離散性很小,其變異系數均在5%以下,且膠液容易浸潤、滲透,故在生產和使用過程中,均能對其性能和質量進行有效控制;而大絲束則不然,其變異系數均在高達15~18%,甚至更大。

  經過長期的技術積累,我國以吉林化纖、中復神鷹、寶旌、新創碳谷、恒神股份、光威復材等為代表的國內碳纖維龍頭企業正逐步打破國外技術壟斷,產能規模不斷擴張,但僅有部分企業能實現T700級、T800級碳纖維的規?;a,產品性能與國際龍頭比肩;行業內仍有不少企業沒有掌握碳纖維核心生產技術,存在工業生產穩定性差、成本高的問題。

  由此可見,符合高強Ⅰ級碳纖維布所需原絲要求的廠家并不多。小絲束碳纖維性能優異但價格較高,一般用于航天軍工等高科技領域,以及體育用品中產品附加值較高的產品類別。大絲束產品性能相對較低但制備成本亦較低,往往運用于基礎工業領域。

  隨著碳纖維產能的釋放,將會出現采用價格較低的大絲束或者等級較低的碳纖維原絲替代小絲束碳纖維的情況,致使碳纖維布的質量魚龍混雜,進而影響碳纖維加固的壽命,因此,通過正規渠道,選擇高品質、質量穩定的碳纖維布,是避免碳纖維布加固“短命”問題的有效措施之一。


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