上海石化：推动碳纤维筋在土木工程中的应用（图）

  [中国石化报 2024-07-04]
  碳纤维筋（索）因具有轻质量、高强度、耐腐蚀等优势，作为新型先进土木工程材料，在土木工程中的研究和应用已有多年的历史。相比发达国家，我国对碳纤维复合材料的研究起步较晚。国内研究人员于上世纪末开始碳纤维复合材料在土木工程领域的应用研究，取得一大批创新性的研究成果，已完成FRP（主要是碳纤维片材）加固工程千余项，创造了巨大的经济和社会效益。
  在新型土木结构中应用碳纤维复合材料，不仅对其性能有更高的要求，而且需要进一步降低成本。大丝束碳纤维性价比高，是降低碳纤维复合材料成本的主要方向。
  针对使用单位对高性能碳纤维筋低成本的要求，上海石化于2022年10月建成投产国内首套48K大丝束碳纤维全国产化生产线，一举改变我国大丝束碳纤维全部依赖进口、长期供不应求的局面，有力推动了国产碳纤维产业跻身世界前列。上海石化不断提升48K大丝束碳纤维力学性能，目前所生产的48K大丝束碳纤维拉伸强度已稳定在4200兆帕以上，拉伸模量亦有一定幅度提高，为高性能碳纤维筋的生产提供了稳定、低成本的原料。
  同时，上海石化复合材料研发团队在拉挤工艺及拉挤设备适配性配套方面进行攻关，提高了大丝束碳纤维的强度发挥率及性能稳定性。在此基础上，上海石化联合中建八局及国内科研院所，大力推进低成本高性能碳纤维筋在各应用场景的示范性应用。
  专家视点：碳纤维筋市场前景广阔
  嘉宾：上海石化先进材料创新研究院研发专家黄胜德
  碳纤维不仅具有较高的力学性能，以其制成的复合材料筋也有优异的耐腐蚀性能。利用碳纤维筋替代钢筋增强混凝土,不仅可以增强材料整体的力学性能，而且可以有效延长其使用寿命，实现桥梁结构的全生命周期设计。
  碳纤维筋用作桥梁的预应力筋、体外筋在国外已经得到广泛使用。国内外应用实例表明，碳纤维筋具有的多项优良性能，是钢结构预应力筋的潜在替代选项，在建筑桥梁上具有广阔的应用前景。其作为一种新型的复合材料，与现有的钢筋相比，具有轻质量、高强度、耐腐蚀等特性，在桥梁设计、施工，尤其是后期的维修加固中具有钢筋所不可比拟的优势。随着国家对桥梁耐久性和全生命周期经济性要求日益提高，碳纤维筋材料在桥梁工程中的应用日益广泛。同时，随着国内碳纤维产能急速增长，碳纤维筋成本大幅下降，性价比逐步提升，将越来越被社会认可，发展前景更加广阔。
  下一步，我们将基于现有技术，开发热塑性碳纤维筋材料，解决传统热固性碳纤维筋材料无法在现场二次加工的难题，形成新一代全碳纤维筋材料施工技术。在后续的市场推进过程中，我们将重点针对临水、临海应用，发挥碳纤维筋的优势，以筋索材及结构件的形式替代传统钢筋建材，解决海水侵蚀、远海运输成本高的问题。