由于固化后的環(huán)氧樹(shù)脂所具有粘合力強(qiáng)，收縮率低，耐酸堿性和耐溶劑性比較好，極大的溫度范圍內(nèi)都具有良好的電絕緣性能，并且含有較多的極性基團(tuán)，固化后分子結(jié)構(gòu)較為緊密，所以固化后的環(huán)氧樹(shù)脂體系具有優(yōu)良的力學(xué)性能。而碳纖維所具有的特性是高強(qiáng)度和模量、密度低、比性能高，不易變形，耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性，熱膨脹系數(shù)小，耐酸堿腐蝕性好，X射線透過(guò)性好。因此，可以和環(huán)氧樹(shù)脂相結(jié)合，增強(qiáng)其性能，更加廣泛的運(yùn)用到建筑領(lǐng)域中。

2. 環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋的性能

2.1 環(huán)氧樹(shù)脂的運(yùn)用

    環(huán)氧樹(shù)脂的運(yùn)用十分廣泛，但主要分布在建筑中，能作為建筑涂料，如環(huán)氧樹(shù)脂地坪涂料、耐腐蝕性涂料，混凝土管涂料等，還能憑借優(yōu)異的粘合性，作為粘膠劑被運(yùn)用在建工程中，如混凝土的“整體工程”連接、建筑物的修補(bǔ)、水泥制品的修補(bǔ)、建筑設(shè)施中的修補(bǔ)等。

2.2 碳纖維的優(yōu)勢(shì)

    碳纖維具有較強(qiáng)的防水和防滲漏的特點(diǎn)，具有耐酸、耐堿的耐腐蝕性，阻燃性和良好的力學(xué)性能和良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，因此也在建筑工程和其他領(lǐng)域被廣泛運(yùn)用。據(jù)投資顧問(wèn)行業(yè)研究中心相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前,世界碳纖維的需求量將以每年約13%的速度增長(zhǎng)。

2.3環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋的特性

    環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋的主要技術(shù)指標(biāo)及其與鋼筋對(duì)比如下表： 

    表1 環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋的技術(shù)指標(biāo)及其與PVC鋼絞線的對(duì)比表

    從表格中可以看出，環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋的比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于PVC鋼絞線，同樣體積的材料，重量上環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋的優(yōu)勢(shì)很大；環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋抗拉強(qiáng)度也大于鋼絞線，其熱膨脹系數(shù)較低，就說(shuō)明在相同的溫度下，膨脹的程度會(huì)低很多，用環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋代替PVC鋼絞線，對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)很創(chuàng)新的運(yùn)用。

圖1環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋

3. 環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋生產(chǎn)工藝

    根據(jù)碳纖維復(fù)合筋的其生產(chǎn)工藝流程是: 先將碳纖維固定在一起, 然后穿過(guò)基體浸膠槽, 接著由成型模拉出, 出來(lái)后的束狀產(chǎn)品經(jīng)過(guò)固化室, 讓樹(shù)脂在室內(nèi)凝結(jié)硬化, 形成碳纖維復(fù)合材料筋。 

    雖然環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋有如此多的好處，但是價(jià)格問(wèn)題一直是影響其發(fā)展運(yùn)用的一個(gè)重要問(wèn)題，因此，想要使它能被更廣泛的運(yùn)用的一個(gè)前提就是降低它的售價(jià)；其次，現(xiàn)在我國(guó)制造環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維筋的工藝水平還不夠穩(wěn)定，很多高新技術(shù)被掌握在美國(guó)日本等國(guó)家，因此，提高我國(guó)在這方面的工藝水平也是加快碳纖維復(fù)合筋的運(yùn)用，降低成本的一大舉措之一。

4. 環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋的應(yīng)用領(lǐng)域

4.1 在橋梁建造工程中的應(yīng)用

    由于碳纖維復(fù)合筋的比重輕，在相同體積的情況下，所運(yùn)用到的重量相對(duì)來(lái)說(shuō)比鋼筋少很多，因此，在橋梁建造中，減少大量機(jī)械搬運(yùn)操作，減少勞動(dòng)量，施工方便；并且由于它抗腐蝕性和耐酸堿性很強(qiáng)，在水中不易被侵蝕，相對(duì)來(lái)說(shuō)使用壽命較長(zhǎng)，方面管理和維護(hù)。在瑞士，伊巴赫橋的維護(hù)維修中運(yùn)用了環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋，加固后的橋梁滿足承載力的要求，在我國(guó)碳纖維復(fù)合筋在橋梁中的的運(yùn)用也十分廣泛。

4.2在道路工程中的應(yīng)用

    碳纖維復(fù)合筋的抗腐蝕性和耐酸堿性都比較高，因此，在下水道和化工、印染企業(yè)附近的排污管道中加入碳纖維復(fù)合筋，將會(huì)是一項(xiàng)很好地發(fā)展舉措。并且其熱膨脹系數(shù)低，不易因?yàn)闇囟鹊淖兓鴮?dǎo)致變形，能有效緩解由于溫度過(guò)導(dǎo)致管道爆裂現(xiàn)象的發(fā)生。并且經(jīng)過(guò)擠壓成型后，它可以變成任何一種形狀，并且憑借其本身強(qiáng)大的黏連性，能很好地與通道粘連，適用于地下彎頭較多的路段。碳纖維提高了混凝土的抗裂、防滲、耐溫差、耐磨等性能，可用于惡劣環(huán)境下的防水及防腐蝕層。

4.3在結(jié)構(gòu)增強(qiáng)材料方面的使用

    碳纖維復(fù)合筋具有很好地抗疲勞性，是在震動(dòng)場(chǎng)合，如公路、鐵路、橋梁等建筑的理想材料。碳纖維提高了水泥制品的抗拉、抗彎和抗沖擊強(qiáng)度，改善了水泥制品的韌性及抗震性能，減緩了水泥制品損傷的發(fā)展，主要用于結(jié)構(gòu)中的節(jié)點(diǎn)部位、樁的兩端及大體積混凝土中，用于增強(qiáng)其抗震和抗拉性。

5.總結(jié)

    環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維復(fù)合筋結(jié)合了環(huán)氧樹(shù)脂與碳纖維優(yōu)異的力學(xué)、物理、化學(xué)性，被廣泛用來(lái)解決隧道、路面、橋面混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓?jiǎn)栴}和抗震問(wèn)題。其施工簡(jiǎn)便、優(yōu)異的防腐蝕性和抗震性等優(yōu)點(diǎn)使其逐步取代鋼筋，并在建筑工程領(lǐng)域占據(jù)一席之地，同時(shí)我國(guó)也應(yīng)該在碳纖維筋的生產(chǎn)工藝上不斷創(chuàng)新發(fā)展，使得國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)水平能不斷提高，穩(wěn)定性不斷增強(qiáng)。降低環(huán)氧樹(shù)脂碳纖維的運(yùn)用成本，才能使它在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)得到更廣泛的利用和發(fā)展，成為發(fā)展國(guó)家經(jīng)濟(jì)的一大舉措。

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