纤维束
纤维束范文第1篇
关键词：纤维束滤料 给水滤池 均粒滤料 对比性 平行生产试验
0 引言
自1804年英国首次记载了慢滤池和1870年在美国现出了第一座普通快滤池后，过滤技术在世界范围内得到了迅速发展广泛应用。而粒状滤料作为水处理中过滤介质的核心，一百多年来一直在水处理中发挥着重要作用。
滤料的作用在于具有吸附悬浮物的表面积。粒状滤料的粒径都是mm级，比表面积小，其吸附悬浮颗粒浊质和胶体杂质的性能弱，再进下提高滤后水质比较难。滤料层的孔隙度是表征其储存所截留悬浮固体能力的。目前滤池常用的石英砂滤料的孔隙度为0.43，无烟煤为0.5。因受粒状滤料形状的限制也有困难。纤维球的比表面积及隙度度比较大，脱离了传统粒状滤料的束缚，为改变天然滤料的形状和特性迈出了第一步。但由于它有一个密实的纤维球心，故其仍属于粒状滤料的范围。
1996年二水厂进行改选，我们将4个普通快滤池反洗方式改为气水冲洗，3个滤池的过滤介质由普通海砂改为均粒滤料，其余1个滤池改为丙纶纤维束滤料，将两种滤料作对比性平行生产试验。现将试验情况介绍如下：
1 普通快滤池改造概况
普通快滤池两组4格，单池面积9m2。滤池深度4.2m，滤池与清水池最高水位高差2.6m，滤池最高水面与水力循环(加斜管)澄清池水面落差3.4m。
96年改造，在原滤池主体结构、水冲洗管道系统和清水系统不变的基础上，改进滤层，增加气洗系统。普通海砂滤料改为均粒滤料。
d=0.8=1.0mm，k80=1.3，滤层厚度1.0m。承托层厚度450mm。
1.1设计参数
滤池改造设计参数：滤速10m/h，单池产水能力2160m3/d，过滤周期24--48h，滤前浊度小于10度。气洗强度15--20l/(s.m2)，气洗时间3--5min。水冲强度10--151(s.m2)，水洗时间5-7min。4池处理水量8460m3。
1.2风路系统
贴靠原有大阻力穿孔管配水系统上部，设丰型管路穿孔配气系统。主管DN150mm，气流速10--15m/s；支管DN25mm，孔口气流速20-30m/s。设R223F-14.3/49型罗茨风机2台，一用一备。单台供气量14.3m3/min，气压49kpa，配套电机22kw。
2 策略式纤维束滤池
重力式纤维束滤池利用普通快滤池改造而成。
利用普通快滤池滤床空间，把束状纤维悬挂在上下两块孔板中间。底部孔固定，上部孔板有机械调节装置。过滤时，利用滤池中的水位由上而下的重力使滤层压缩，纤维束滤料处于密实状态，提高了滤层截留杂质的效能，保证了滤后水质。冲洗时，气水由下而上地冲击扰动，使束状滤料处于悬浮松状态，滤层中的吸附截留物得到洗脱。从而实现了束状纤维滤料无序装填过滤和有序装填反洗的最佳状态。
机械调节装置可根据出水水质和滤速的要求，迅速调节束状滤料的堆积密度。
2.1聚丙烯纤维
丙纶纤维丝的学名为聚丙烯，化学结构式为：
它是不带任何功能基团的高分子纤维材料。丙纶纤维丝的直径为um级，其表面积远比粒料大，易于吸附水中悬浮浊质和胶体杂质。其吸附能弱，纤维表面吸附水中悬浮浊质和胶体杂质。其吸附能弱，纤维表面吸附截留的泥渣等可用气水洗脱掉。
聚丙烯纤维的生产原料是聚丙烯树脂，聚丙烯树脂属于高分子聚合物。聚丙烯纤维生产过程是高分子物理变化过程，其化学成份不发生变化。经中国预防医学科学院环境卫生监测所对聚丙烯树脂进行急性经口毒性试验、蓄积性毒性试验、Ames试验、CHL细胞染色体畸变试验和有害物含量检测，结果为无毒、无明显蓄积性、无致突变性，符合我国有关食品卫生标准的规定。
聚丙烯纤维丝性能质地轻、强度高、弹性好、耐磨损、耐腐蚀、不吸水。做为滤水材料：
⑴具有足够的化学稳定性，滤水过程中无有害成分溶出；
⑵反冼气水高强度的摩擦、碰撞、剪切力不会发生破损和流失跑料；
⑶多年浸泡在水中耐久不腐。
2.2 气水冲洗系统
为充分利用原普通快滤池的过滤空间，保证一定的过滤深度，纤维束滤池气路系统不另设丰型配气管路，在池内原DN400mm的大阻力配水干管上开孔，直接与进池的DN150mm配气干管焊接，使配气管路系统与配水管路系统合二之一，既能气水单洗，又能气水混洗。
2.3 参数
孔板选用厚度20mm钢板，开孔率10%，孔径10mm。
根据滤池内配水干管与排水槽下缘空间深度，丙纶纤维束净长度取1.35m。
丙纶丝重量与滤池内纤维束滤料体积比为160kg/m3。
气水冲洗强度和冲洗历时，同改为均粒滤料的普通快滤池。
2.4 安装
钢板切割分块钻孔后，底层孔板紧贴池底配水干管上面，水平焊接为一整块，水平误差小于±5mm。孔板与池底、池壁固定牢靠，以防冲洗时松动上浮。孔板与四周池壁缝隙，挤压木条后用水泥砂浆抹严。
上层孔板预留人孔。吊入池内焊接成一整块后，吊起暂作固定，由人孔进入，按序悬挂束状纤维滤料，完毕封闭人孔。最后在池上安装机械调节装置，用以调节上层孔板。
3 效果分析
3.1 水质
经分别试验，纤维束滤池上部设机械调整装置和孔板，不设机械调整装置只设孔板，不设调整装置和孔板，三种型式的滤后水质没有明显区别。
3.1.1 浑浊度
1996年～1999年，滤前水、均粒滤池和纤维束滤池滤后水浊度指标的检测统计，冬季1～3月和11月、12月5个月冰封期间，水库存原水浊度7--9度，经过澄清池自然沉淀，浊度降至5～7度，均粒滤池的去浊率为36～53%，纤维束滤池的去浊率为68～78%，纤维束滤料比均粒滤料的去浊率高47～54%。投絮凝剂期间，均粒滤池的去浊率为66～75%，纤维束滤池的去浊率为78～87%，纤维束滤料比较粒滤料的去浊率高47～52%。
见表1：96～99年滤池除浊对比性平行生产试验统计表。
纤维束范文第2篇
中图分类号：R445.2；R54文献标识码：B文章编号：1009_816X（2014）04_0325_02
脑卒中是一种致死率和致残率极高的疾病，早期评价脑卒中的损伤程度和准确预测患者预后一直是医学界的难题。常规头颅CT和磁共振（MRI）很难准确显示病灶与神经纤维束的空间位置关系以及白质束受损的范围，扩散张量成像（DTI）和白质纤维束示踪技术（DTT）的出现为脑卒中的早期诊断和病情评估、治疗时机的判断以及预后的评估提供了技术支持[1]，是唯一可在活体显示脑白质纤维束的无创性成像技术，可直观地显示脑内病变对白质纤维形态结构直接或间接地影响。
1资料与方法
1.1一般资料：选取我院2010年10月至2012年10月中重度急性脑卒中伴不同程度运动功能障碍的住院患者32例，男18例，女14例，年龄58～71岁，平均（62.30±4.34）岁。纳入条件：（1）年龄性别不限；（2）初次发病，入院时病程小于1周，存在肢体功能障碍症状；（3）病情相对平稳，可以耐受磁共振检查；（4）入院时美国国立卫生院脑卒中量表（NIHSS）评分10～20分，日常生活能力量表（ADL）评分40～70分，缺血性脑卒中/TIA风险评估（ABCD2）评分量表评分>4分；（5）病程前3个月规范化康复治疗总时间>50h；（6）除外肝、肾疾病及恶性肿瘤。
1.2方法：入院1周内完成头颅MRI、磁共振弥散加权成像（DWI）、DTI、DTT检查和进行NIHSS评分、简化（Fugl_Meye）量表（FMS）评分，比较急性期患侧与健侧的平均各项异性分数（FA）值。发病2周后进行康复治疗（器械运动训练、康复踏车训练、日常活动动作能力训练、作业职业功能训练、一对一徒手功能训练）。发病后10～12周即康复期复查头颅MRI、DTI、DTT检查和NIHSS评分、FMS量表评分，行DTT检查时进行双侧皮质脊髓束（CST）三维重建，获得CST走行并了解研究组患者CST受损情况。急性期与康复期NIHSS和FMS评分分别记录为NIHSS1、FMS1和NIHSS2、FMS2。头颅磁共振检查采用GE Signa3.0超导头颅磁共振系统、8通道相控阵线圈，处理软件使用Volume One和dTV。将32例患者DTI的数据输至计算机，获得FA图及方向编码彩色图（directionally encoded color，DEC）。在FA图和DEC图的基础上，根据大脑白质纤维束解剖，利用“种子点”标记梗死灶周围纤维束始点，计算机自动追踪，获得DTT图值各期梗死灶和健侧相应部位FA值，得出DTT图，根据需要可分别对不同的白质纤维束成像。在FA图中分别测量梗死侧及健侧的FA值。采用GE_AW4.4工作站functool软件对DTI数据进行后处理，重建出FA图，分别在大脑脚、内囊后肢及病灶区域。判断标准CST受损分级，1级：病灶与皮质脊髓束临近，皮质脊髓束完整，无明显受压、移位；2级：皮质脊髓束完整，但受压推移；3级：皮质脊髓束中断[3]。
1.3统计学处理：采用SPSS13.0版统计软件，患者患侧及健侧FA值比较采用t检验。脑梗死病灶区域FA值降低率与NIHSS1的相关分析及患侧皮质脊髓束DTT分级与MFS2的相关性采用Pearson相关分析，P
2结果
2.1患者急性期与康复期FA值变化：32例急性脑卒中患者急性期患侧平均FA值为（0.39±0.10）与健侧相应部位（0.58±0.10）比较显著降低，差异有统计学意义（P
2.2急性期与康复期FA差值与NIHSS1评分的相关性分析：Pearson相关分析显示，FA差值与NIHSS1呈负相关（r=-0.56，P
2.3DTT分级与FMS2评分的相关性分析：入院急性期DTT中纤维分级：1级10例，2级及3级各6例，FMS评分为78，康复期变为1级16例，2级1例，3级5例，FMS评分为89。DTT中纤维束分级与FMS2进行Pearson相关分析显示两者呈负相关（r=-0.10，P
3讨论
弥散张量成像（DTT）是在磁共振弥散加权像成像（DWI）基础上发展起来的一种成像方法，其基本原理是水分子在不均质组织中具有弥散各向异性的特征，从三维立体的角度分解，量化了弥散各向异性的信号数据，是组织微观结构的显示更加微细准确[4]。部分各向异性（FA）是描述脑白质纤维各向异性特征的主要参数之一，是指水分子各向异性成分占整个弥散张量的比例。FA值大小与髓鞘的完整性、纤维致密性及平行性有密切关系，能够反映白质纤维是否完整，FA值变化于0～1之间，0代表最大各向同性弥散，1代表最大各向异性弥散，FA值越大，神经传导能力越强。DTI通过在三维空间内定时定量地分析组织内水分子的弥散特性，立体显示脑白质纤维束的走行、方向、排列、髓鞘等信息，能够超早期在活体状态下无创地跟踪脑内白质纤维并反映其解剖连通性[5]，评估其病理改变、组织结构和功能间关系。同时可以通过弥散张量纤维束重建（DTT）显示大脑白质纤维束，测定白质纤维束的走行方向和结构的完整性，可以立体直观的观察卒中病灶与白质纤维的之间的关系。
本文显示，脑梗死急性期及康复期病例病灶区域FA值与健侧对比有统计学意义，FA值降低越多，患者NIHSS值越大，FA值与NIHSS之间存在负相关，并且随时间延长，FA值降低率显著。在脑梗死早期，细胞水肿导致纤维束肿胀，纤维束之间空间缩小以及纤维束的扭曲，最终导致水沿着纤维束方向不易自由弥散，表现为弥散的各向异性程度降低，故而反映各向异性程度的FA值降低。脑梗死晚期，髓鞘的逐渐脱失、轴突崩解，坏死组织液化以及胶质增生，导致纤维束的完整性破坏，故而FA值进行性降低，但此时NIHSS评分却明显增高，FA降低率越大，NIHSS评分越高。
DTI在检测脑梗死后皮质脊髓束损伤方面有着显著的优势，可显示皮质脊髓束的迂曲、受压、变形，也可显示梗死区与其关系，对区分梗死灶的具体解剖部位及判断预后具有重要意义。通过白质纤维束重建（DTT）对CST与梗死病灶的空间关系显示清晰，并可较好观察白质束的形态和完整性，从而对纤维束进行分级。本文显示急性期病例纤维束分级随机分布于1_3级，康复期病例主要分布于1级及3级，本文DTI复查22例病例中，显示纤维束出现完整（1级）16例，中断（3级）5例，考虑这种纤维束分级的变化动态地反映出脑缺血后白质纤维的髓鞘崩解、脱失、及坏死的病理过程，随时间延长、梗死灶进一步发展、脑组织坏死、软化，白质纤维束中断，可初步解释脑梗死晚期病例白质纤维束分级多分布于1级及3级的原因。但本文病例复查数目较少，有待更大病例组进一步研究。通过纤维束分级与肢体运动功能评分（FMS2）进行对比分析，显示患者运动功能恢复与CST的DTT分级有相关性，DTT分级越高，治疗后FMS评分越低，提示伴有纤维束破坏、中断的患者治疗后运动功能恢复不佳。
综上所述，磁共振DTI、DTT技术相对于常规的MRI技术能直观、量化的评估脑卒中后白质束的损伤程度，进一步判断运动神经受损情况，对观察CST的损害程度、预测恢复程度、指导临床康复治疗具有重要的价值。
参考文献
[1]张霞，邢悦，张芸，等.弥散张量成像技术在缺血性脑卒中的应用[J].四川大学学报（医学版），2009，40（3）：551-554.
[2]Osborn AG， Tong KA. Handbook of Neuroradiology：Brain and Skull[M]. St Louis：Mosby，1996：373-388.
[3]肖慧，陈自谦，张碧云，等.三维纤维束示踪成像评价急性脑梗死患者皮质脊髓束损伤的意义[J].中国临床康复，2006，10：70-72.
[4]丁庆国，陈振湖，路永明，等.弥散张量成像在胶质瘤分级中的应用价值初探[J].中国医学影像学杂志，2007，5（2）：10-12.
纤维束范文第3篇
不同于工艺日趋成熟的竹浆粘胶纤维和竹炭纤维，竹原纤维作为一种新型原纤维素纤维，其独特的杀菌、除臭、抗紫外线等理化性能在纺织行业中有着广泛的应用。其细度、可纺性方面的改善在近年也有了相关进展，竹原纤维和改性竹原纤维的各种新制备方法等加工工艺与应用也逐渐成为纺织行业研究的新焦点。
关键词： 竹原纤维；理化性能；制备工艺
1 前言
不同于近年来市场上所见的竹浆粕纤维和竹炭纤维，竹原纤维是一种真正意义上的环保天然纤维。竹原纤维吸放湿性能优异，具有天然抗菌和抗紫外线等保健功能。竹中含有一种天然物质“竹醌”，“竹醌”具有天然的抗菌、抑菌、防螨、防虫及能产生大量负离子的特性。经中国纺织纤维质量检测中心及上海微生物研究所检测，“竹醌”在24h内能杀灭75%的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和巨大芽孢杆菌。另外，竹原纤维中还含有叶绿素铜钠，具有良好的除臭功能，因此，竹原纤维有着良好的技术与市场发展前景，可广泛应用于纺织品服装领域。竹纤维是以数百根单纤维聚集成纤维束的形式分散在竹茎内，单独将单纤维分离出来较为困难。原生竹纤维的一般提取过程：（1）先去除竹节部分，将其分割成适当长度，再去掉外皮；（2）用压榨机将竹片压碎，破坏其柔细胞组织；（3）用2%～3%的NaOH水溶液煮沸2h；（4）水洗后再行压榨，破坏柔软的柔细胞组织，便于与纤维束分离；（5）在水槽中充分水洗，使纤维束与柔细胞分离；（6）过滤后即得浆粕状竹纤维，干燥后用搅拌机短时间搅拌便开纤成单纤维。竹原纤维制取过程中为避免单纤维发生脆化，必须确保原竹未经干燥，整个制取过程必须维持湿润状态[1-3]。
目前，有关竹纤维束应用于纺织上已有大量报道，并有相关产业应用，竹纤维用于复合材料制备也进入了起步阶段。但天然竹纤维成分中半纤维素和木质素含量很高，且单纤维较短，脱胶难度较大，影响了纤维的可纺性，此外在满足机械性能的条件下，竹纤维束的提取即是影响竹纤维复合材料应用开发的技术难点之一。针对可纺性的改善、细度改善以及各种制备与改性竹原纤维的方法也正在成为行业研究的新焦点。
2 竹原纤维的相关研究进展
2.1 新方法与工艺制备竹原纤维和改性竹原纤维
黄慧[4]等人采用10%碱处理、软化+1%碱煮和酸+1%碱煮等3种不同的预处理工艺提取获得竹纤维束，利用光学显微镜和X射线衍射法分别比较3种工艺下竹纤维束的微观形态和结晶结构。证明了竹材组织结构呈一定规律性，通过较低碱预处理后采用机械工艺可提取竹材中的纤维束。提取竹纤维束为黄褐色丝状物，并有一定柔韧性，长可达30cm以上，直径范围100μm～200μm。碱处理浓度高有利于竹纤维束分离。研究结果表明，低碱处理可分离提取竹纤维束，提取的竹纤维束为黄褐色丝状，直径范围为100μm～200μm；微观形态下，竹纤维束横截面呈蜂窝状，纵面呈多根柱形紧密排列状。3种工艺中，10%碱常温处理分离竹纤维最易，分离效果最好，残留基质粘附最少。由竹材经3种工艺提取的竹纤维束，结晶结构未改变，但相对结晶度均较原竹材有所提高。
张袁松[5]等人用闪爆—碱煮联合工艺的天然竹纤维提取，对闪爆压力、保压时间、碱浓度、碱煮时间这4个因素的单因素试验均采用联合脱胶，经研究表明闪爆—碱煮联合脱胶技术对天然竹纤维脱胶效果明显，纤维表面比较光滑，纤维直径明显减小。闪爆压力、保压时间和碱浓度是影响闪爆—碱煮联合脱胶效果的重要因素。在闪爆压力为0.8MPa、保压时间为15min、NaOH质量浓度为4g/L、碱煮90min的条件下，脱胶效果比较理想，纤维得率为77.16%，纤维的半纤维素和木质素含量分别下降41.61%和31.94%，纤维素含量从40.51%提高到63.59%，处理后纤维分散程度高，柔软性好，纤维拉伸强度接近麻类工艺纤维。
同时，张袁松[6]团队还以慈竹为研究对象，对常压下乙酸脱除天然竹纤维中的木质素进行了探讨。以反应温度、乙酸体积分数、催化剂硫酸体积分数和反应时间为单因子，考察这些因素对天然竹纤维木质素脱除率的影响。结果表明：影响因素从大到小依次为反应温度、催化剂硫酸体积分数、乙酸体积分数和反应时间。正交试验结果表明，乙酸在脱除天然竹纤维木质素的过程中也脱除了部分半纤维素和纤维素。在乙酸脱除天然竹纤维木质素的过程中，脱除木质素的同时也脱除了部分半纤维素和纤维素，脱除率为木质素脱除率>半纤维素脱除率>纤维素脱除率，木质素被大部分脱除而纤维素只脱除了一小部分。结合木质素脱除率、半纤维脱除率和纤维素脱除率，得到了最佳工艺条件，即90℃、乙酸体积分数88%、硫酸体积分数0.3%、反应时间3h，在该条件下木质素的脱除率达到55.84%。
关明杰[7]等人，从纺织材料学[8]出发，研究了竹纤维的性能。用实验室自制，细度范围为793tex～1445tex的竹纤维对几种不同仿生螺旋结构竹纤维束的纵向拉伸性能进行测试分析，结果表明：平行均布、单螺旋、双螺旋A、双螺旋B 型竹纤维束的拉伸强度分别为11.5MPa、51.7MPa、52.2MPa和56.1MPa；螺旋结构能够消除纤维束中的强度薄弱点，改善纤维束中各根纤维的结合，同时纤维束各层螺旋角的逐渐变化也有利于拉伸强度的提高。单螺旋、双螺旋A、双螺旋B型竹纤维束的拉伸弹性模量分别为9659MPa、5265MPa和491MPa，单螺旋竹纤维束的拉伸弹性模量优于双螺旋竹纤维束。宏观仿生螺旋结构提高了竹纤维束的拉伸强度，却降低了弹性模量。由螺旋纤维束的内层到外层，螺旋角的逐渐变化使得相邻层间的结合强度大为改善，避免了不同层面纤维力学性能的突变。
楼利琴[9]等人以自制平均线密度16.8dtex的竹原纤维为原料，用碱、漆酶、精练酶通过正交设计试验对竹原纤维进行纤细化处理，测定了处理后的竹原纤维细度变化率、木质素含量及强度。结果表明：精练酶去除木质素的效果比碱和漆酶处理好，木质素含量从原来的18.98%降为7.27%，处理后竹原纤维强度几乎没有损伤；碱去除木质素的效果比漆酶好，但强度损伤比漆酶处理大；生物酶脱胶方法有望成为竹原纤维脱胶加工的实际生产方法。
生物技术可以改变传统化学改性因大量使用化学助剂而严重污染环境的局面，同时使纤维性能得到改善，如纤维素酶对天然纤维织物进行抛光整理可改善其手感和柔软性。金文俊[10]等利用化学预处理结合纤维素酶的作用对竹原纤维进行改性，借助于扫描电镜、傅里叶红外吸收光谱、X-射线衍射等试验技术，研究处理前后竹原纤维的形态和内部结构变化。研究结果表明：酶处理切断并还原纤维素分子链为葡萄糖，同时也降解了部分半纤维素，使竹原纤维的结晶度降低；酶处理后的竹原纤维横截面微孔变大，纵面出现明显的侵蚀，裂纹有所增加；热稳定性基本不变。
2.2 竹原纤维在纺织中应用
用摩擦纺纱机纺织竹原纤维包芯纱具有芯纱与外包纤维双组分的特点，既可解决竹原纤维可纺性差的问题，又可提高竹原纤维纱的强力，提高产品的耐磨性。王显方[11]等人探讨竹原纤维摩擦纺包芯纱纺制方法及工艺优化，分析阐述了竹原纤维的特性，通过原料预处理，合理配置工艺参数，在摩擦纺纱机上开发出竹原纤维涤纶包芯纱，并利用正交试验优选了摩擦纺工艺参数。结果表明：竹原纤维涤纶48.6tex（68dtex）摩擦纺包芯纱较优的纺纱工艺参数为：分梳辊速度5000r/min，纺纱速度150m/min，摩擦辊速度5500r/min。毛雷[12]等针对纤维粗硬、可纺性差的特点，通过竹原纤维的预处理，提高其可纺性。采用原料混合的方式，各工序采用重定量、重加压、低速度的工艺路线，合理配置工艺参数，解决了梳棉成网困难、并条静电缠绕等问题，并注意保持各工序较高的相对湿度，使生产正常进行，成功试制出竹原/棉50/50的9.7tex混纺纱。
史丽敏[13]等人以线密度6.01dtex、长度80mm的竹原纤维和细度19.71μm～20.5μm（4.03dtex～4.27dtex）、长度70mm～120mm的羊毛为原料，在保证竹原纤维一定回潮率的前提下，成功纺制毛、竹（50/50）混纺纱线，并且依据针织面料流行趋势，结合毛、竹混纺织物优势互补的特点，设计并开发出了适合春夏季穿着的男装流行针织面料。面料色彩搭配与图案机理的设计不仅丰富了大众视觉，还打破了以往设计毛、竹混纺针织物的局限性。此外，还对毛、竹（50/50）混纺纱线的染色工艺进行了探讨，可为毛、竹混纺面料下游产品的进一步开发提供理论参考。此外，随着竹原纤维工艺的进步和纺织工业的发展，更加复杂的绢/苎麻/竹原纤维混纺物，如纬珠地平针组织、珠地平针横条组织、纬珠地组织、灰蓝珠地组织和纬平针组织的针织物的织造也有了相关报道[14]。
竹原纤维有着很好的抗菌性能，天然竹在制成竹浆粘胶纤维过程中经受了一系列化学和物理的加工，性能与竹原纤维有较大改变，原有的一些天然特性也必然遭到破坏，纤维的除臭、抗菌、防紫外线功能会有不同程度的下降。池田善光[15]对竹浆粘胶纤维的抗菌性能进行了研究，结果表明：竹浆粕试样并不具有抗菌性能。张慧等人[16]以巨大芽孢杆菌（革兰氏阳性菌）和黑曲霉（真菌中的霉菌）为菌种原料对竹原纤维抑菌性能的影响因素做了系统研究。采用吸收法对所制取的竹原纤维进行单因子试验，并通过计算抑菌率来评价其抑菌效果，研究对抑菌性能产生影响的因素。试验得出：回潮率、接种后培养时间及竹屑都对竹原纤维的抑菌性能有很大影响。
3 结语
当前粘胶纤维工艺已基本成熟，市场上所谓的竹纤维面料、服装也多是竹浆粕纤维产品或竹浆粕纤维混纺产品，同时由于大量使用化学助剂，导致所生产出的“竹纤维”发生改性，使其不再具有或基本不具备天然竹原纤维的优良特性。因此竹原纤维的技术发展趋势表现为：一是改善可纺性，这是竹原纤维应用的根本和前提；二是改善细度，向细旦或超细旦方向发展， 并改善均匀度，为纺高支纱打下基础；三是混纺，特别是与天然纤维、差别化化纤混纺，生产出具有特色的高档新型面料。在可预见的将来，竹原纤维、改性竹原纤维的制备和竹原纤维入纱纺织依然是纺织行业亟待解决的问题。不仅如此，竹原纤维的产业化还存在技术和市场两方面的风险，因为是一项新产品，其生产标准和质量标准有待探讨；新产品的问世，在消费者市场仍需要有一个认识和接受的过程，并且在价格上将受到价格相对低廉的化纤等产品的激烈挑战。
参考文献：
[1]张世源.竹纤维及其产品加工技术[M]. 北京：中国纺织出版社，2008： 32-43.
[2]张大省，周静宜，付中玉，赵莉. 从“竹纤维”的命名说起[J]. 纺织导报， 2010（3）： 61-63.
[3]张毅. 竹原纤维的产业化探讨与生产实践[J]. 纺织导报，2010（3）： 48-51.
[4]黄慧，孙丰文，王玉，等. 不同预处理对竹纤维束提取及其结构的影响[J].林业科技开发，2012， 26（4）： 60-63.
[5]张袁松，谢吉祥，李晓龙，等. 基于闪爆—碱煮联合工艺的天然竹纤维提取[J].纺织学报， 2012， 33（10）： 56-61.
[6]张袁松， 蒋瑜春，胡福强，等. 乙酸脱除天然竹纤维木质素的研究[J]. 丝绸， 2012， 49（7）： 1-5.
[7]关明杰，崔海星，孙敏洋，等.竹材宏观自仿生纤维束的拉伸性能分析[J].林业科技开发，2012 26（5）： 31-34.
[8]李世红，周本濂，郑宗光，等.一种在细观尺度上仿生的复合材料模型[J].材料科学进展， 1991， 5（6）： 543-546.
[9]楼利琴，黄锐镇.竹原纤维碱和酶处理的纤细化效果研究[J].丝绸2010（1）： 5-8.
[10]金文俊，蒋耀兴，管翔.纤维素酶处理对竹原纤维结构的影响[J].丝绸2010（3）： 8-10.
[11]王显方，宋永生.竹原纤维涤纶摩擦纺包芯纱工艺优化[J].棉纺织技术， 2013， （4）： 34-37.
[12]毛雷，刘辉.9.7tex竹原纤维棉纤维混纺纱的试纺[J].棉纺织技术2010（10）： 51-53.
[13]王晓春，李秋宇，王越平，等.毛/竹混纺针织面料的设计与开发[J].毛纺科技， 2007（1）： 14-18.
[14]敖利民，李向红，马军. 绢/苎麻/竹原纤维混纺针织物的刺痒感研究[J].上海纺织科技， 2008（9）： 54-55.
[15]池田善光. 竹の特とその用途[J].学会， 2009，65（1）： 45-48.
纤维束范文第4篇
论文摘要：碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，分子结构界于石墨和金刚石之间，含碳体积分数随品种而异，一般在0.9以上。
一、碳纤维的性能
1.1分类
根据原丝类型分类可分为聚丙烯腈（pan）基、沥青基和粘胶基3种碳纤维，将原丝纤维加热至高温后除杂获得。目前，pan碳纤维市场用量最大；按力学性能可分为高模量、超高模量、高强度和超高强度4种碳纤维；按用途可分为宇航级小丝束碳纤维和工业级大丝束碳纤维，其中小丝束初期以1k、3k、6k（1k为1000根长丝）为主，逐渐发展为12k和24k，大丝束为48k以上，包括60k、120k、360k和480k等。
1.2性能
碳纤维的主要性能：(1)密度小、质量轻，密度为1.5～2克/立方厘米，相当于钢密度的l/4、铝合金密度的1/2；(2)强度、弹性模量高，其强度比钢大4-5倍，弹性回复l00%；(3)具有各向异性，热膨胀系数小，导热率随温度升高而下降，耐骤冷、急热，即使从几千度的高温突然降到常温也不会炸裂；(4)导电性好，25。c时高模量纤维为775μω/cm，高强度纤维为1500μω/cm；(5)耐高温和低温性好，在3000。c非氧化气氛下不融化、不软化，在液氮温度下依旧很柔软，也不脆化；(6)耐酸性好，对酸呈惰性，能耐浓盐酸、磷酸、硫酸等侵蚀。此外，还有耐油、抗辐射、抗放射、吸收有毒气体和使中子减速等特性。
通常，碳纤维不单独使用，而与塑料、橡胶、金属、水泥、陶瓷等制成高性能的复合材料，该复合材料也具有轻质、高强、耐高温、耐疲劳、抗腐蚀、导热、导电等优良性质，已在现代工业领域得到了广泛应用。
1.3应用领域
由于碳纤维具有高强、高模、耐高温、耐疲劳、导电、导热等特性，因此被广泛应用于土木建筑、航空航天、汽车、体育休闲用品、能源以及医疗卫生等领域。此外，碳纤维在电子通信、石油开采、基础设施等领域也有着广泛的应用，主要用于放电屏蔽材料、防静电材料、分离铀的离心机材料、电池的电极，在生化防护、除臭氧、食品等领域种也有出色的表现。
二、生产工艺
通常用有机物的炭化来制取碳纤维，即聚合预氧化、炭化原料单体—原丝—预氧化丝—碳纤维。碳纤维的品质取决于原丝，其生产工艺决定了碳纤维的优劣。以聚丙烯腈(pan)纤维为原料，干喷湿纺和射频法新工艺正逐步取代传统的碳纤维制备方法(干法和湿法纺丝)。
2.1干喷湿纺法
干喷湿纺法即干湿法，是指纺丝液经喷丝孔喷出后，先经过空气层(亦叫干段)，再进入凝固浴进行双扩散、相分离和形成丝条的方法。经过空气层发生的物理变化有利于形成细特化、致密化和均质化的丝条，纺出的纤维体密度较高，表面平滑无沟槽，且可实现高速纺丝，用于生产高性能、高质量的碳纤维原丝。
干喷湿纺装置常为立式喷丝机，从喷丝板喷出的纺丝液细流经空气段(干段)后进入凝固浴，完成干喷湿纺过程；再经导向辊、离浴辊引出的丝条经后处理得到pan纤维。
离开喷丝板后的纺丝液细流先经过空气层(干段)再进入凝固浴，干段很短，但对凝固相分离和成纤结构有着重大影响，在空气层，挤出的纺丝液细流中的溶剂急速蒸发，表面形成了薄薄致密层，细流进入凝固浴后可抑制双扩散速度；由于在喷丝板出口处产生膨胀效应，靠细流自身的重力以及牵伸力向下流动，然后经干喷湿纺的正牵伸可使胀大部分被牵伸变细后进入凝固浴；凝固浴采用低溶剂质量分数配比和低温凝固，低溶剂质量分数配比可加大溶剂与细流之间的质量分数差，加速扩散；低温可抑制扩散速度，利于沉淀结构致密化、均质化，最终纺出的原丝和所制碳纤维表面较平滑而无沟槽。
与纯湿纺相比，干喷湿纺可纺出较高密度且无明显皮芯结构的原丝，大幅提高了纤维的抗拉强度，可生产细特化和均质化的高性能碳纤维。
2.2 射频法
pan原丝经过预氧化(200～350。c，射频负压软等离子法)、碳化(800～1200。c，微波加热法)到石墨化(2 400～2 600。c，射频加热法)，主要受到牵伸状态下的温度控制。在这一形成过程中达到纤维定型、碳元素富集，分子结构从聚丙烯腈高分子结构—乱层的石墨结构—三维有序的石墨结构。
国内有自主知识产权的“射频法碳纤维石墨化生产工艺”开辟了碳纤维生产的创新之路，它采用射频负压软等离子法预氧化pan原丝，接着用微波加热法碳化，最后用射频加热法石墨化形成小丝束碳纤维。
三、碳纤维的发展
3.1国外发展
以pan碳纤维为例，该纤维国际上研发已有30年左右，目前世界碳纤维的生产能力在3.4～3.8万吨左右，主要集中在日本、英国、美国、法国、韩国等少数发达国家和我国台湾省。日本三家以腈纶纤维为主要产品的公司（东丽、东邦以及三菱人造丝公司）依靠其先进的纺丝科学技术，形成了高性能原丝生产的优势，大量生产高性能碳纤维，使日本成为碳纤维大国，无论质量还是数量上都处于世界前三位，三大集团占据了世界75%以上的产量。
3.2国内发展
我国聚丙烯腈基碳纤维的研究开发始于20世纪60年代，当时由于碳纤维作为重要的军工产品，国外对我国进行严格技术封锁，使得当时我国聚丙烯腈基碳纤维基本上以自主研究开发为主。1976年中科院山西煤化所建成第一条聚丙烯腈基碳纤维中试生产线，生产出高强i型碳纤维，其产品性能基本达到日本东丽公司的t200。继而从“六五”开始试制高强ⅱ型碳纤维(相当于t300)，但到目前为止产品性能指标仍未达到t300标准。吉林石化公司在采用硝酸一步法生产原丝的基础上，研究开发出性能基本接近t300的碳纤维，但该法对环境污染较大，因而现已放弃。由于种种原因我国碳纤维发展缓慢，表现为生产规模小、产品质量不稳定、产品规格少、品种单一、没有高性能产品、技术设备落后，大多没有形成规模效益，这些成为制约我国碳纤维发展的瓶颈。
近些年来，随着我国整体实力的不断提升，对碳纤维的需求量也与日俱增，而我国碳纤维现阶段大部分依赖进口，2004年全国碳纤维用量为4000吨，国内实际产量仅为1o多吨，而且无论是质量还是规模与国外相比差距都很大。另据估测2009年我国碳纤维需求将达到7500吨，这表明我国碳纤维严重供不应求。尽管目前国际社会碳纤维的制造技术与产品对华出口有所松动，通用级碳纤维进口渠道已经开通，但高性能碳纤维对我国依然限制。
近年来，由于我国对碳纤维需求的日益增加，聚丙烯腈基碳纤维又成为国内新材料业研发的热点，如上海石化公司准备采用nascn一步法生产数千吨pan基原丝。上海星楼实业有限公司拟建立400吨/年大丝束碳纤维生产线，上海市合纤所采用亚砜两步法研制和小批量生产pan基原丝以及碳纤维，上海碳素厂也有小型碳化线及碳纤维下游产品。安徽华皖集团(原蚌埠灯芯绒集团公司)建立500吨/年 pan原丝和200吨/年碳纤维生产线，其pan原丝采用亚砜一步法，技术由国外引进，产品以12k的t300级碳纤维为主，并准备引进成熟的预浸料生产线。广西桂林市化纤总厂拟建200吨/年碳纤维生产线，产品为3-12k的小丝束碳纤维。山东天泰碳纤维有限责任公司将建立400吨/年生产线，碳纤维性能为t300级水平，产品以12 k为主。青岛化工学院高分子工程材料研究所(恒晨公司)将建立50吨/年左右的碳纤维生产线。江苏扬州与中国科学院山西煤炭研究所也计划合作建立高性能聚丙烯腈原丝和碳纤维的生产中试基地。吉林石化公司放弃了以前采用硝酸一步法生产原丝的技术，与北京化工大学合作承担了国家“九五”科技攻关项目，共同研究开发二甲基亚砜法高性能聚丙烯腈原丝生产技术，并将充分依靠自己的技术建立500吨/年原丝和200吨/年碳纤维生产线。兰化集团化纤厂已有100吨/年原丝生产线和预氧化生产装置，计划配套碳化装置生产碳纤维，原丝采用nascn一步法，该厂的腈纶生产线是我国从国外最早引进的，有丰富的生产经验和技术积累。吉林碳素厂是我国小丝束碳纤维生产基地，已向用户提供50余吨小丝束碳纤维。目前，该厂正在建立新的小丝束碳纤维生产线，扩大产量，以满足市场需求。此外，山西榆次化纤厂是我国唯一用亚砜一步法生产pan基原丝达数十年的单位，目前仍在生产。大连兴科碳纤维有限公司已建成380吨/年生产线，是目前我国唯一实现碳纤维产业化的企业，位居大陆首位，并在世界排名第十一，据专家评价该公司实际拥有年产量800吨的生产能力，产品各项技术指标已经达到国外同类产品先进水平。
3.3存在问题和差距
一是国内pan碳纤维总生产能力较小，实际生产量仅30～40吨/年，远远不能满足国内的需要（约5000～6000吨），目前我国95%的碳纤维依靠进口；二是与国际先进水平相比，国产碳纤维强度低（仅相当于东丽公司已基本决定淘汰的t300水平），均匀性、稳定性差（强度、模量、线密度的cv值均为国外产品的一倍以上），毛丝多（断头率为国外产品的6倍），品种单一且价格昂贵（为国外产品的1.5～3倍），发展水平总体落后发到国家近20～30年；三是厂家、装置规模小，技术设备落后，经济效益差。
四、产业分析
4.1世界碳纤维市场
4.1.1世界碳纤维扩产加速
2003年以前碳纤维基本供大于求，属于买方市场，当时工业用普通模量级12k碳纤维价格仅12美元/公斤，但到了2004年形势突变，碳纤维一下子由买方市场变为卖方市场，价格一路攀升，2005年翻了好几倍，2006年更是处于有价无市的情况，这给碳纤维厂家带来了难得的发展机遇。从2004年开始全球碳纤维厂家兴起了一轮扩产热潮。
日本东丽集团公司
2004年4月陆续开始了一系列扩产项目，见表5。
2004年4月12日宣布日本ehime扩产2200吨/年，2007年1月开始运转。
2004年4月14日宣布法国soficar扩产800吨/年，2007年10月开始运转。
2004年4月26日宣布美国cfa扩产1800吨/年，2006年初开始生产。
2008年还将分别在日本和美国各扩产1800吨/年。
2008年东丽公司碳纤维产能将达到17500吨/年，差不多是2005的两倍。计划到2010年，东丽公司全球碳纤维市场的占有率要从2004年的34%提高到40%。2005年东丽还和波音公司协议，今后17年内东丽将提供29亿美元的碳纤维(主要是t700)给波音公司，用于b-787的生产。
表5：东丽集团碳纤维扩产计划 单位：吨
地区
2004
2005
2006
2007
2008
日本（ehime）
4700
4700
4700
4700+2200
6900
法国（saficar）
2600
2600
2600
2600+800
3400+1800
美国（cfa）
1800
1800
1800+1800
3600
3600+1800
总计
9100
9100
10900
13900
17500
日本帝人东邦集团公司
东邦集团紧随其后，从2004年8月开始进行了一系列收购和扩产计划：
2004年8月31日宣布收购美国fortfil全部3500吨/年大丝束碳纤维生产线，将其改造成700吨/年小丝束，1700吨/年预氧化纤维，保留1300吨/年大丝束碳纤维。
2006年4月15日东邦决定在日本mishima投资大约1亿美元(10.7 billion yen)，扩大碳纤维生产能力2700吨/年，到2008年4月完成。
2008年东邦集团碳纤维产能11800吨/年，其中小丝束10500吨/年。大丝束1300吨/年。总产能仍居世界第二，见表6。
表6：东邦集团碳纤维扩产计划
2004
2005
2006
2007
2008
日本
rt3700
rt3700
rt3700
rt3700
3700+2700
德国
rt1900
rt1900
rt1900+1500
rt3400
rt3400
美国
lt3500
rt700
rt700
rt700
rt700
lt1300
lt1300
lt1300
lt1300
总计
9100
7600
9100
9100
11800
rt5600
rt6300
rt7800
rt7800
rt10500
lt3500
lt1300
lt1300
lt1300
lt1300
日本三菱人造丝集团公司
日本三菱集团也加快了扩产步伐，从2005年到2007年，3年内碳纤维产能将增加72%，接近或赶上东邦的产能，见表7。
2005年4月， 宣布增加日本生产线产能2200吨/年；2007～2008年完成。
2005年l0月，宣布三菱和sgl结成碳纤维联盟，三菱提供技术和原丝，在sgl苏格兰生产线生产碳纤维，2006年二季度开始生产，三菱的回报是500～700吨/年碳纤维。
2005年底计划完成美国grafil扩产500吨/年的任务。
2008年三菱集团碳纤维产能将达到7900～81o0吨/年。由于三菱碳纤维此前尚未取得适航认可，只能用于工业和体育休闲用品，公司努力争取2005年取得airbus a380认可，使其碳纤维在宇航工业得到应用。
表7：三菱集团碳纤维扩产计划
2004
2005
2006
2007
2008
日本
3200
3200
3200
3200+2200
5400
美国grafil
1500
1500
1500+500
2000
2000
欧洲sgl
500～700
500～700
500～700
总计
4700
4700
5500～5700
7900～8100
7900～8100
此外，中国台塑集团2005年5月24日宣布扩大碳纤维产能，从1850吨/年增加到2950吨/年，2006年12月完成。
美国hexcel公司2005年11月16日宣布在西班牙马德里附近建碳纤维厂，另外美国犹塔工厂也增加碳纤维生产线，产能增加大约50%，即从2270吨/年增加到3300吨/年，2006～2007年完成。目标很明确，针对a380、a350和b787对碳纤维的大量需求。
zoltek公司2006年1月3日报告，希望碳纤维产能从2006年的4080吨/年增加到2007年8620吨/年。从2004年l2月l6日开始和世界最大的风能厂家vistas等协议，为他们提供风电叶片用大丝束碳纤维。
美国cytec公司准备耗资超过l0亿美元建立新的碳纤维生产线，目前在选址和设计选择，计划2009年开始工作。
综上所述，从2005年到2008年全球pan基碳纤维产能将从34050 吨/年增加到61500吨/年，增长80.6%，平均年增长率20%，详见表8。如此显著的增长速度，将会对供需矛盾产生影响。
表8：世界pan基碳纤维名义能力单位：吨
2004
2005
2006
2007
2008
toray
小丝束
9100
9100
10900
13900
17500
大丝束
300
300
300
300
300
toho tenax
小丝束
5600
6300
7800
7800
10500
大丝束
3500
1300
1300
1300
1300
mrc
小丝束
4700
5200
5700
7800～8100
7900～8100
hexcel
小丝束
2000
2000
2300
2800
3300
cytee
小丝束
1800
1800
1800
1800
3800
中国台塑
小丝束
1850
1850
1850
2950
29500
zoltek
大丝束
2300
3300
6500
11100
11100
sgl
大丝束
1900
1900
1900
1900
1900
technology
大丝束
1000
1000
1000
1000
1000
小计
小丝束
25050
26250
30350
37150
45900
大丝束
9000
7800
11000
15600
15600
总计
34050
34050
41350
52570
61500
增长百分数
21.40%
27%
16.60%
4.1.2碳纤维供需状况将趋于缓和
根据表9和图1、图2对碳纤维产能和需求的预测分析可以看出，2005年全球碳纤维供小于求，按chris red的预测缺口约2000吨，toray预测缺口近3000吨，中国台塑预测缺口也有约1000吨，这就是2005年碳纤维紧张的说明。2006年虽然碳纤维厂家纷纷扩产，其供应量应较需求量大，但是扩产部分要到2006年底或2007年初才能上市供应，且超过部分有限，仍不能满足用户要求。因此2006年碳纤维供应仍然紧张。2007年以后全球碳纤维产量将明显增加，扩量部分陆续上市，供应量显著超过需求量，供需矛盾得到缓解，紧张状况将会所改变。
表9：世界pan基碳纤维的供需预测 单位：吨
年代
世界碳纤维产能预测（供）
世界碳纤维需求预测
名义产能
实际产能
chris red预测
东丽预测
东邦预测
1按75%名义能力
2按65%名义产能
需求
按实际产能1供需差额
按实际产能2供需差额
2004
34050
25538
22133
21900
3637
232
22000
2005
34050
25538
22133
24076
1461
-1944
25000
20820
2006
41350
31013
26878
26502
4510
375
24050
2007
52750
39563
34288
29207
10355
5080
30000
26780
2008
61500
46125
39975
32224
13901
7751
34000
30390
2009
34510
2010
37750
图1：chris red对世界碳纤维的供应与需求分析
图2：中国台塑对世界碳纤维的供应和需求分析
4.2中国碳纤维市场
（1）需求增长快。我国碳纤维现阶段绝大部分依赖进口，2004年全国碳纤维用量为4000吨，2005年用量约5000吨，年增长率在20%以上，到2009年将达到7500吨/年，而国内现有产量仅约40吨左右，无论质量和规模与国外相比差距都很大。
（2）产能瓶颈明显。我国除了华皖碳纤维及少数科研院所具有完整的产业链外，绝大部分企业仅仅具有部分碳纤维及其制品的生产工艺。安徽华皖碳纤维有限公司目前已经顺利完成200吨碳纤维及500吨碳纤维原丝的生产装置的安装，2007年还计划开工建设800吨碳纤维及1800吨碳纤维原丝二期项目。
（3）生产效益大。如果按丙烯腈1.3万元/吨的销售价格计算，大体可以测算出碳纤维原丝及碳纤维的生产成本，分别为4.4万元/吨、18万元/吨。一般情况下，军工级碳纤维（3～6k）的售价在200万元/吨左右，民用碳纤维（12k）售价为55万元/吨，可见碳纤维的盈利空间还是非常可观的。
五、发展对策和措施
近年来，中国复合材料产业有了很大的进步，已成为碳纤维复合材料应用大国。但是我国大陆碳纤维长期依赖进口，受治于人，面对当前严峻的形势，必须采取行之有效的措施。
（1）坚持自主创新是发展我国碳纤维的唯一出路。碳纤维是军需战略物资，是国防建设、先进武器不可或缺的关键材料，不可能也不应该长期依赖进口。15年前美国国防部就下决心民用碳纤维可以从国外进口，国防工业所需的碳纤维必须国内自行生产。中国更不能长期从国外进口国防工业所需要的碳纤维。德国、法国虽然也生产碳纤维，但是碳纤维的核心原丝技术牢牢掌握在日本人手中，至今德国和法国得不到pan原丝技术。因此中国不可能引进国外先进的碳纤维制造技术，只能自力更生，依靠自己，别无出路。
（2）坚持应用中改进提高是碳纤维发展的科学规律。
纤维束范文第5篇
1碳纤维布加固法技术原理
碳纤维布加固法通过在构件受拉区粘贴碳纤维布,增强钢筋的受拉性能,从而提高整体的抗弯承载力;在构件的受剪区粘贴碳纤维布,加固钢筋混凝土的抗剪能力;碳纤维布通过约束其内部混凝土从而能加固钢筋混凝土抗震柱,这种约束伴随这轴向压力的增大发生横向膨胀,从而使得碳纤维布产生环向伸长,增强侧向约束力,因此称为被动约束。这种约束机制取决于碳纤维布的环向约束能力和混凝土的横向膨胀性能这两种因素。碳纤维布通过两阶段的受力过程约束混凝土,延缓了受压区混凝土的压碎,最大化发挥纵向中钢筋的塑性性能,构件的延性从而显著改善。
2碳纤维材料特性
表1列举了碳纤维材料的主要性能指标。
碳纤维材料的主要特性有:(1)高强高效。碳纤维符合材料不但抗拉强度远高于普通钢材,模量也比普通钢材高;(2)重量轻、柔韧性好;(3)施工便捷且质量可以保证;(4)具有良好的耐腐蚀性和耐久性。
3碳纤维布加固法的优点
3.1 优点
(1)碳纤维布可以根据补强的要求进行多层粘贴,在一个部位重叠粘贴直至满足补强的要求。这一优点是传统方式中无法做到的。
(2)对于各种不同形状的构件,传统的施工方法基本无法实现,而碳纤维材料的高柔韧性可以适应任意形状的构件,从而增强了施工的可实行度,缩短施工时间,降低成本,获得较大的经济效益。
(3)施工简便。
碳纤维布加固法在梁桥内部限制下的作业空间中操作时依然简单易行,因为这种方法工作时需要的空间很小,不需要大型设备,操作起来十分简单。
(4)不会对原结构产生新损伤。
碳纤维布加固补强不需要开凿混凝土,只需用树脂对结合处进行粘贴,因此不会产生新的结构破坏。
(5)有效地封闭混凝土的裂缝。
由于碳纤维布是粘贴在混凝土的表面,因此不但封闭了裂缝,而且碳纤维材料的特性能够约束裂缝的扩展,将原本宽深的裂缝逐渐变为细小的裂纹,从而混凝土构件的刚度也得到了提高。
(6)优良的耐腐蚀性。
碳纤维布不仅能经受酸碱的腐蚀,在其他低劣环境下也有很长的寿命,并且碳纤维材料本身有良好的耐热性和无腐蚀性,因而这种方法在某些特定环境下更能体现出优越性。
(7)不影响外观。
碳纤维布很薄的性能使得其粘贴固化后完全布会影响原来的外观。
3.2 不足之处
碳纤维布加固技术的缺点主要在于不能充分适应大变形的结构加固,而且抗震效果实际并不明显,即延性不足。碳纤维布需要经过相当的变形才能发挥较大的强度即强度和弹性模量的比值太低,难以抑制裂缝的扩展与结构变形;其次有机材料本身不耐高温,不能在高温环境下使用,这使得碳纤维布加固法有一定的局限性。
4应用范围
目前广泛使用的碳纤维布形式上主要为片材、棒材。片材的加固形式可谓各式各样,从原理中可以看出基本体现为抗弯曲、剪切、压缩、抗震等,因而其加固效果可以体现为增加刚度、抗弯强度、抗剪强度、抗压强度等。混凝土桥墩的延性和抗剪切能力可以通过在桥墩表面环绕粘贴碳纤维布来实现;而且环绕粘贴的碳纤维布能够对混凝土柱形成约束作用,从而提高截面的抗压强度。在加固已经出现裂纹和损伤的部分时可以在混凝土桥桥面板的上下表面分别粘贴上碳纤维布。碳纤维布加固法的技术优势随着其广泛应用已被人们普遍认可,在实际加固梁桥使用中,不仅要制定详细的材料标准,还必须掌握这项技术的具体操作流程。
5结语
碳纤维布加固法作为一种新型的技术,在桥梁维护方面有着划时代的意义。传统方法几乎不可能用来维护连续梁桥,因为连续梁桥中有一孔出现损坏就得对全桥进行维修,将会耗费大量的人力物力资源。碳纤维布加固法的优势使得这些难题迎刃而解,既能保证施工的质量又节省了资金,符合可持续发展的战略思想。鉴于我国掌握和使用这种方法的时间还不长,在实际应用时施工技术、设计方法等方面仍然需要深入地进行研究,结合大量的实践不断积累经验。
参考文献
