碳纤维是建筑业的未来吗?

2019年1月16日发布

在过去的一个世纪中,钢铁和铝已更换木材作为全球建筑项目的主要材料。然而,近年来,碳纤维正在越来越多地用于替代钢和铝,因为其低重量和高承载能力使其成为复古装配项目的理想材料。在本文中,我们专注于推动碳纤维利用的关键因素及其在建筑业中的潜在应用。

由于其高强度,高刚度和低重量,碳纤维作为钢和铝的流行替代品。

碳纤维含有使用热量与塑料聚合物树脂结合在一起的薄细丝。由于高刚度,高抗拉强度,低耐化学性,高耐化学性,高耐化学性,高耐热性和低热膨胀,这是各种行业的流行材料。碳纤维的平均纵向拉伸强度为2000MPa1,弹性模量为150-200 gpa2平均而言,比铝更硬的2.5倍。

它具有广泛的应用,因为它可以以无限的形状和尺寸的各种密度形成。碳纤维通常成形为管织物,以及布料,可以定制成任意数量的复合部件和件。由于这些因素,碳纤维作为钢铁和铝等钢铁和铝制的替代品,如建筑,航空和汽车。

1megapascal |2Gigapascal.


碳纤维的独特性质使其成为建筑业的理想材料。

建筑业正在寻找目前使用的材料的更好的替代品。这已经为越来越多地使用的碳纤维铺平了道路,这是由于与它们相关的益处。它是纤维混凝土中的钢丝替代钢丝,通常是廉价的纤维素或泛纤维。

碳纤维具有低导热率,并在与混凝土一起使用时提供良好的凝聚力,这对于高负载楼层和道路来说可能是有益的。它比钢更强的五倍,而重量仅为其中三分之一,并且具有更高的承载能力。这有助于在施工位置轻松交付碳纤维包装,并使安装更简单,这减少了项目的总时间表。碳纤维可以用作纤维水泥中石棉的替代品,因为它不会产生任何吸入问题。

加强是建筑业碳纤维的主要用途。

由于其潜在的施工相关益处和成本效益,若干结构工程应用利用碳纤维增强聚合物。通常的应用包括加强由混凝土,钢,木材,砌体和铸铁制成的结构;改造以增加旧结构的负载能力,如桥梁;并提高钢筋混凝土结构中的剪切强度和弯曲能力。其他应用包括用途用作钢,预应力材料和加强铸铁束。

对于预应力的混凝土(PC)结构,修复技术涉及碳纤维增强聚合物(CFRP)层压粘合,其中薄的柔性纤维片粘附到混凝土表面上用热水套装树脂粘附在混凝土表面上。这增加了梁和板坯的剪切和弯曲能力以及柱子中的限制。在预制混凝土的情况下,代替钢网加固,在面板面上使用碳纤维栅格,作为混凝土壁的外部和内部的机械连接。这种类型的碳纤维网格强化降低了所用原料的量以及重量。

碳纤维的高成本是对生长的威慑力。

影响碳纤维在建筑业中使用碳纤维的主要挑战之一,特别是在新兴经济中,是材料的高成本。碳纤维的成本远高于其他产品,如钢和混凝土加固材料。例如,如果钢筋的平均价格约为每平方英尺的500美元。FT,碳纤维安装的平均成本将在每平方英尺的60-100美元的范围内变化。FT。

除了高初始成本之外,缺乏对整体成本优势和更便宜的传统产品的优先价值,如钢铁和混凝土的偏好,阻碍了结构强化项目中的碳纤维的使用。

尽管有挑战,但预计施工部门的碳纤维的利用率将增加。

预计耐用性,易于安装和降低的因素将在将来推动建筑业碳纤维的需求。可以容易地安装碳纤维而不改变结构的架构并且可以施加到任何形状的表面上。这将整个项目时间表减少近50%,具体取决于项目的大小,从而降低了成本。

预计成本降低将提高建筑业对碳纤维的需求。在过去的十年中,碳纤维的成本从近150英镑递减到10美元。根据一些估计,碳纤维的成本在不久的将来可能下降了近90%,主要是由于生产技术的进步和原材料价格的降低。增加的负担能力与益处相结合,可能导致碳纤维的出现作为其他金属的强烈替代品。