国家标准计划《水泥混凝土用回收碳纤维》由 TC572(全国碳纤维标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 扬州大学 、苏州混凝土水泥制品研究院检测中心有限公司 、南京玻璃纤维研究设计院有限公司 、中复神鹰碳纤维股份有限公司 、苏州混凝土水泥制品研究院有限公司 。
59 纺织和皮革技术 |
59.100 复合增强材料 |
59.100.20 碳纤维材料 |
编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
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1 | EN | 扬州大学 | 2020年全球碳纤维产量达17.17万吨,目前有超过30%的碳纤维最终会在其生命周期的某个时刻成为废弃物,回收碳纤维再利用意义重大。国际材料界对回收碳纤维的利用和标准的编制也很重视。但经检索发现,到目前为止,国内外均无相关标准。通过本次国家标准的制订工作,可以适时提出制订水泥混凝土用回收碳纤维的相关国际标准。 |
水泥混凝土是土木工程的基础性材料,广泛应用于水利、交通、军工、海工、建筑等工程。
但混凝土是一种脆性材料,虽然具有较高的抗压强度,但抗拉强度、韧性很低。
混凝土凝结硬化早期由于失水、沉降、塑性收缩、化学收缩、自收缩、温度变化、施工原因很容易造成混凝土早期裂缝的出现,后期由于湿涨干缩、温差、荷载和变形等原因也易使混凝土在薄弱部位出现裂缝。
随着高强和高性能混凝土的出现,其固有的易开裂以及脆性等问题变得更加突出。
水泥混凝土领域常用纤维来解决这一问题。
传统碳纤维综合性能优异,能显著改善水泥制品各项性能指标,在国家重点工程或有特殊需求的混凝土工程中得到应用。
广州新中国大厦、张家口煤气管道沟、国家黄金管理局地下金库工程、德国德累斯顿理工大学里的实验室和活动中心等工程项目均使用了碳纤维混凝土。
但高昂的价格限制了其在水泥混凝土中广泛的使用,国内目前没有水泥混凝土用碳纤维的相关产品标准。
回收碳纤维是指碳纤维生产过程中产生的废丝以及碳纤维复合材料废弃物中提取出的碳纤维。
目前有超过30%的碳纤维最终会在其生命周期的某个时刻成为废弃物。
而回收碳纤维尽管性能稍有下降,但各项性能指标能满足水泥混凝土行业要求。
因此回收碳纤维的应用,不仅兼具环保价值,亦契合我国“碳达峰、碳中和”的发展思路,还能拓宽回收碳纤维在水泥混凝土应用领域。
近年来,国内科研院所、高等院校、中铁、中建等单位对回收碳纤维混凝土开展了研究和工程应用工作,在包括港珠澳大桥、机场、高速公路、高铁等国家重点工程中均有使用。
积累了制定相应标准的工作基础。
掺加回收碳纤维的水泥混凝土,按用途的不同分为结构材料和功能材料两类:①作为结构材料,回收碳纤维提高了水泥制品的抗拉、抗弯和抗冲击强度,改善了水泥制品的韧性及抗震性能,减缓了水泥制品损伤的发展;②作为功能材料,回收碳纤维提高了混凝土的抗裂、防渗、耐温差、耐磨等性能,可用于恶劣环境下的防水及防腐蚀层。
另外,回收碳纤维还可以使水泥制品具有导电、防磁功能,制作成电磁屏蔽板及防静电地板等各种特性水泥纤维板。
回收碳纤维的综合性能优异,它可以解决许多场合其它纤维材料无法解决的问题。
同时回收碳纤维在水泥混凝土中施工性能良好,可广泛应用于水利、交通、军工、海工、建筑等工程。
回收碳纤维受回收方式等因素的影响,纤维的性能差异较大,且作为水泥混凝土用新型纤维材料,目前还没有针对性的产品标准,因此影响其在水泥混凝土行业的应用和混凝土行业水平的提高。
为了促进碳纤维回收废丝和碳纤维复合材料中碳纤维的回收利用,建议制定水泥混凝土用回收碳纤维国家标准。
本文件适用于水泥混凝土用回收碳纤维。本文件所述回收碳纤维涉及的工程领域包括建筑工程、市政工程、交通工程、水利工程、电力工程、海洋工程等。 本文件规定了水泥混凝土用回收碳纤维的术语和定义、分类与标记、要求、试验方法、检验规则、标志、出厂、包装、运输、贮存等。 回收碳纤维的要求包括:1.一般要求;2.外观;3.尺寸;4.回收碳纤维性能指标;5.掺回收碳纤维水泥混凝土性能指标。 试验方法包括:1.外观;2.尺寸;3.回收碳纤维的性能指标:a)碳含量、b)密度、c)含水率、d)耐碱强力保留率;4.掺回收碳纤维水泥混凝土性能:a)混凝土抗压强度比、b)混凝土抗折强度比、c)弯曲韧性(能量吸收值)、d)抗冲击次数比。