碳纤维等FRP在土木工程中的应用，为我国碳纤维应用的发展探索出一条新路径，即依靠应用端的发展，来带动整个材料的产业化。
碳纤维等FRP在土木工程中的应用，为我国碳纤维应用的发展探索出一条新路径，即依靠应用端的发展，来带动整个材料的产业化。
在今年1月举行的国家科技奖励大会上，中冶建筑研究总院作为第一完成单位完成的“土木工程用高性能纤维复合材料制备及应用关键技术”荣获国家科技进步奖二等奖。
据了解，高性能纤维复合材料（简称FRP）具有轻质、高强、耐腐、可设计等优点，可显著提高土木工程结构的性能，延长其使用寿命。而上述奖项的颁发，也让作为高性能纤维复合材料之一的碳纤维，再次进入人们关注的视野。
中冶建筑研究总院院长岳清瑞在近日举行的一次学术交流会上指出，从我国碳纤维的应用来看，航空领域市场尚未打开，能源领域尚未形成稳定市场，体育休闲领域对成本要求很高。而在土木工程领域，据统计，国产碳纤维每年有40%用于结构的加固和补强上，因此是重要的应用方向。
发展困境
据相关市场研究机构数字，2015年前，全球碳纤维市场需求将保持13%的增长，我国对碳纤维的需求增速则快于全球。预测到2015年，我国碳纤维总体需求将达1.6万吨。
事实上，从研发角度看，我国碳纤维的起步并不晚。早在20世纪60年代，中科院长春应化所便率先开始聚丙烯腈基碳纤维的研究，并于上世纪70年代初完成了连续化中试装置。此后，中科院山西煤炭化学研究所、北京化工大学等也开始了相关研究。
产业化方面，进入21世纪后，国产碳纤维发展开始加速，产能大幅提高。2012年，我国已有30多家企业从事碳纤维的研发和生产，建成产能已经突破1万吨。此外，国内还有大量的在建和规划建设的碳纤维生产线。
不过在赛迪方略总部经济研究中心总经理冀志宏看来，国内碳纤维项目遍地开花背后，也存在着不少问题。
首先是产能利用率低。虽然国内的建成产能已经突破1万吨，但实际产量仅为2000吨左右，产能利用率仅有0.2%。而国际上大多数企业的产能利用率为0.7%~0.9%。
冀志宏指出，国内碳纤维生产线产能利用率低，并不是因为下游市场需求不足，而是因为难以生产出合格的产品。他进一步指出，生产碳纤维工序复杂，从聚合、纺丝，到氧化、碳化、表面处理等，任何一个生产环节出了问题，都可能影响碳纤维的性能。“国产原丝大多杂质含量高、质量稳定性差、变异系数大，没有好的原料，怎么生产出好的产品？”
其次，我国碳纤维在高端产品方面也有待突破。冀志宏指出，以占碳纤维产量90%以上的丙烯腈基碳纤维为例，在世界范围内，工业应用和体育休闲的比例分别为75.7%和24.3%，而在中国，这个比例却分别是20%和80%。此外，冀志宏认为，国内碳纤维产业缺乏完善、权威的评价体系，这也是制约国产碳纤维发展的原因之一。
寻找突破点
在上述背景下，虽然我国近年来碳纤维产能快速扩张，但大多为相对低品质的产品，与国外相比差距明显，因此这种产能的扩张，也在一定程度上加剧了碳纤维的结构性过剩。
在岳清瑞看来，碳纤维在土木工程领域的应用，有望改变上述局面。他指出，与航空、能源和体育休闲领域相比，碳纤维在土木工程领域的应用更具前景。
而岳清瑞也带领自己的团队与其他高校合作，对碳纤维在土木工程领域的应用进行了一系列的探索，并开发出板材、筋材、布材等产品。
同时，由于碳纤维的特点是强度较高，延伸性较差，岳清瑞和其团队便尝试将碳纤维和其他纤维混合，增加材料的断裂延伸率。“混杂纤维可以充分发挥不同纤维的优势，扬长避短，在提高结构延伸性、耗能能力和变形恢复能力等方面有可能优于单一品种的纤维，且降低成本。”岳清瑞说。
在岳清瑞看来，碳纤维等FRP的一个重要领域就是结构加固和改造。比如，可以将纤维网格型材固定于混凝土构件表面，然后喷射或手工镘抹聚合物水泥砂浆与原有混凝土一体化，从而提高结构的承载能力及耐久性。
碳纤维等FRP在土木工程中的应用，为我国碳纤维应用的发展探索出一条新路径，即依靠应用端的发展，来带动整个材料的产业化。
在今年1月举行的国家科技奖励大会上，中冶建筑研究总院作为第一完成单位完成的“土木工程用高性能纤维复合材料制备及应用关键技术”荣获国家科技进步奖二等奖。
据了解，高性能纤维复合材料（简称FRP）具有轻质、高强、耐腐、可设计等优点，可显著提高土木工程结构的性能，延长其使用寿命。而上述奖项的颁发，也让作为高性能纤维复合材料之一的碳纤维，再次进入人们关注的视野。
中冶建筑研究总院院长岳清瑞在近日举行的一次学术交流会上指出，从我国碳纤维的应用来看，航空领域市场尚未打开，能源领域尚未形成稳定市场，体育休闲领域对成本要求很高。而在土木工程领域，据统计，国产碳纤维每年有40%用于结构的加固和补强上，因此是重要的应用方向。
发展困境
据相关市场研究机构数字，2015年前，全球碳纤维市场需求将保持13%的增长，我国对碳纤维的需求增速则快于全球。预测到2015年，我国碳纤维总体需求将达1.6万吨。
事实上，从研发角度看，我国碳纤维的起步并不晚。早在20世纪60年代，中科院长春应化所便率先开始聚丙烯腈基碳纤维的研究，并于上世纪70年代初完成了连续化中试装置。此后，中科院山西煤炭化学研究所、北京化工大学等也开始了相关研究。
产业化方面，进入21世纪后，国产碳纤维发展开始加速，产能大幅提高。2012年，我国已有30多家企业从事碳纤维的研发和生产，建成产能已经突破1万吨。此外，国内还有大量的在建和规划建设的碳纤维生产线。
不过在赛迪方略总部经济研究中心总经理冀志宏看来，国内碳纤维项目遍地开花背后，也存在着不少问题。
首先是产能利用率低。虽然国内的建成产能已经突破1万吨，但实际产量仅为2000吨左右，产能利用率仅有0.2%。而国际上大多数企业的产能利用率为0.7%~0.9%。
