【文章內(nèi)容簡介】 梁、隧道、水壩等其它土木工程的加固，尤其是抗震加固。CBF與粘鋼和碳纖維加固具有如下不同的特點：不導(dǎo)電；性價比好；抗剪切強度高；延性好、抗震能力強；與混凝土熱膨脹系數(shù)一致；抗老化、耐高溫、抗凍融；與混凝土和樹脂的結(jié)合力強；耐酸堿，對各種環(huán)境的適應(yīng)性強；受力后變形協(xié)調(diào)而碳纖維加固后的破壞常態(tài)是脆性的。以建筑加固補強為例，碳纖維和芳綸是目前世界上所采用的主要的加固補強用的新型材料。初步的研究結(jié)果表明：與碳纖維和芳綸相比，CBF在保持較高的抗拉、抗剪切和抗沖擊強度以及抗熱振穩(wěn)定性優(yōu)異的基礎(chǔ)上，具有更高的性價比。因此，在橋梁、隧道、房屋等結(jié)構(gòu)抗震加固補強方面具有極為廣闊的應(yīng)用前景。此外，初步的應(yīng)用研究證明，CBFRP（連續(xù)玄武巖纖維復(fù)合材料）的筋又是一種替代碳纖維、芳綸等連續(xù)纖維復(fù)合材料筋的新型建筑材料，可主要用于代替鋼筋，用于環(huán)境條件嚴(yán)酷的混凝土中，根本解決鋼筋銹蝕問題，提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。 （3）在道路施工領(lǐng)域的應(yīng)用。采用土工格柵對路面進行加盤處理，已經(jīng)成為道路建設(shè)的一個研究方向。土工格柵的主要作用是抗疲勞開裂、耐高溫車轍、抗低溫縮裂、延緩反射裂縫等。所以在高等級公路、大橋橋面、市政道路及機場路面等要求較高的道路工程廣泛應(yīng)用。目前，土工格柵材料主要是玻璃纖維和塑料兩大類。CBF及其土工材料的各方面性能均好于以上兩種材料，主要優(yōu)點是：抗拉強度高、延伸率好；無長期蠕變；熱穩(wěn)定性好；與瀝青混合料的相容性強；理化穩(wěn)定性好；耐低溫性好等。3. CBF增強樹脂基復(fù)合材料有廣泛的應(yīng)用 CBF具有良好的技術(shù)特性：低容重，低熱導(dǎo)率，低吸濕率和對腐蝕介質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量，形成新型結(jié)構(gòu)材料。利用這些特性，在軍品和民品領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。①CBF增強樹脂基復(fù)合材料是制造坦克裝甲車輛的車身材料，可減輕其重量；也可用于制造火炮材料。②CBF在船舶工業(yè)中可大量用于船殼體、機艙絕熱隔音和上層建筑。③用CBF蜂窩板可制成火車車廂板，既減輕了車廂的重量，又是一種良好的阻燃材料。據(jù)悉美國通過福特、通用等汽車制造公司正在著手起草制訂采用CBF替代碳纖維作增強材料的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。④用CBF纏繞環(huán)氧樹脂的管材，可用于輸送石油、天然氣、冷熱水、化學(xué)腐蝕液體、散料、電纜管道、低壓和高壓鋼瓶等。⑤由于碳纖維的嚴(yán)重短缺，受沖擊或者說影響最大的是一大批休閑體育用品的制造商，因此，CBF在休閑體育用品中的應(yīng)用也凸現(xiàn)出來了。4. CBF可用作熱振環(huán)境下的特殊材料 例如采用CBF/648環(huán)氧樹脂用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的軍用飛機進氣道外側(cè)壁，其下部是火炮出口，振動沖擊力很大，要求復(fù)合材料有很好的韌性，使用純碳纖維有它的不足，由于CBF的斷后伸長率大大高于碳纖維，且可充分利用CBF的抗熱振穩(wěn)定性。在民品的機電工業(yè)，CBF聚合物基復(fù)合材料是優(yōu)良的絕緣材料，用它制造儀器儀表、電動機及各種電器中的附件（如齒輪、軸承、密封件等），不僅可以減輕自身質(zhì)量和提高其可靠性，而且可以延長其使用壽命。此外，CBF具有顯著的耐高溫性能和極好的力學(xué)性能，它可以用作石棉與昂貴碳纖維的替代品，適用于高溫襯墊、大型船只絕熱、車輛制動器摩擦襯片。5. CBF是良好的介電材料 CBF還具有良好的介電性能。它的體積電阻率比E玻璃纖維高一個數(shù)量級；如前所述，利用CBF的這一介電特性、吸濕率低和耐溫的特性，可以制成高質(zhì)量的多層印刷電路板的覆箔板。因為無線電通訊傳輸技術(shù)和大型電子計算機信息處理技術(shù)的高速化，不但要求在高頻帶工作的基板要有較小的介電常數(shù)與介質(zhì)損耗因數(shù)，而且要求高頻帶的介電性能對溫度的變化率和頻率的變化率要很小，基板的玻璃化溫度、耐熱性（希望先進的線路板耐熱高達270℃左右）、可靠性、厚度的均勻性要高，熱膨脹系數(shù)、吸水率要低，以滿足當(dāng)代印刷電路板對覆箔板在特性阻抗高精度控制性、高頻特性、高可靠性、高穩(wěn)定性和綠色環(huán)保特性等性能的要求。而CBF的耐高溫性和電絕緣性都非常好，其抗熱絕緣紙可以提供電氣絕緣更嚴(yán)密的保護。 此外，CBF還具有防輻射功能。在核電站建設(shè)和軍工、民用等防輻射領(lǐng)域有很大應(yīng)用。 總之，隨著生產(chǎn)CBF技術(shù)瓶頸的不斷打開和規(guī)?；a(chǎn)所帶來的單位成本降低，它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U大，勢必形成一個新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)群，將改變世界先進材料的格局目前國內(nèi)外已能生產(chǎn)7微米以上各種規(guī)格的無捻粗紗、單相布、平紋布、斜紋布、針刺氈、絕熱阻燃材料等。國外廠家：烏克蘭有4家，分別在烏克蘭的基輔烏日（TOYOTA）合資企業(yè)、烏克蘭別列切絕緣材料廠，Technobasalt（特克巴索特）公司，還有一家是俄羅斯SUDAGLASS(蘇達格拉斯)和烏克蘭Khmelnitsky reg（）的合資企業(yè)；俄羅斯有4家，分別是俄羅斯SUDAGLASS（蘇達格拉斯）公司、IVOTGLASS（伊沃特格拉斯）股份有限公司和另一國家級研究院內(nèi)部設(shè)立的工廠；美國有1家，新澤西州的玄武巖纖維公司（產(chǎn)品幾乎100%供給美國軍方，后被美國軍方最大的一個用戶收購）。此外，格魯吉亞有1家；德國有DBW公司1家（直接生產(chǎn)短切玄武巖纖維）,其總產(chǎn)量不足8000噸。國內(nèi)廠家：橫店集團上海俄金玄武纖維有限公司10臺爐，年產(chǎn)量800噸；四川航天拓鑫玄武巖實業(yè)有限公司9臺爐，年產(chǎn)量800噸；牡丹江金石有限公司6臺爐，年產(chǎn)量400噸。．1產(chǎn)品價格調(diào)查及預(yù)測國外采用先進的生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)驗，生產(chǎn)廠家的規(guī)模化，以及產(chǎn)品多元化的應(yīng)用領(lǐng)域，并且95%都應(yīng)用于軍工領(lǐng)域,所以產(chǎn)品價格十分穩(wěn)定。國內(nèi)的售價情況，由于各公司都為了盡可能的擴大市場的占有份額，特別是小型生產(chǎn)廠家，在生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量相對較低的情況下，采用低價傾銷的手段，售價較低。質(zhì)量高，產(chǎn)品技術(shù)相對成熟，產(chǎn)品多元化的生產(chǎn)廠家，在占有一定市場份額的情況下,售價相對穩(wěn)定。我國的玄武巖廠家應(yīng)該借鑒國外的先進技術(shù)，提高自身生產(chǎn)能力，產(chǎn)品品質(zhì)，使我國的玄武巖市場日益走向成熟，讓玄武巖纖維工業(yè)在中國得到發(fā)展。現(xiàn)在國內(nèi)玄武巖纖維相關(guān)產(chǎn)品市場價格如下:無捻粗紗以13μm為例：無捻粗紗以7μm為例：單向布： 510萬元/T短切紗以17μm為例：復(fù)合筋: 68萬元/T濾料以6μm為例：12萬元/T隨著玄武巖纖維的不斷發(fā)展，技術(shù)難點不斷攻破，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本必將減低，玄武巖纖維相關(guān)產(chǎn)品的價格也許會走向滑坡趨勢，但是相應(yīng)他所占據(jù)的市場份額也會不斷增加，總體利潤仍然可觀。7．3產(chǎn)品國外市場、國內(nèi)市場情況 由于玄武巖纖維是一種新型、低碳、環(huán)保的功能性基礎(chǔ)材料，基于它通過后續(xù)開發(fā)可以廣泛應(yīng)用各個領(lǐng)域。⑴ 建筑加固材料：僅在建筑、橋梁修復(fù)、加固和更新領(lǐng)域的應(yīng)用，年需玄武巖纖維在4000噸左右；⑵ T300碳纖維的低價部分替代品：碳纖維2009年全世界產(chǎn)量為30000噸/年，價格200元/kg800元/kg，我們還買不到該產(chǎn)品。⑶ 玻璃纖維產(chǎn)品的升級換代產(chǎn)品：中國2009年玻璃纖維的產(chǎn)量160萬噸。⑷ 耐高溫高強度復(fù)合材料FRP：可部分替代碳纖維、芳綸、PBO、E玻纖。⑸ 單向布、機織布、防火門、層壓板、拉擠型材、縫編織物、3D織物。⑹ 高強度、耐高溫、燃燒時無毒氣、釋放時無煙的一種防火材料。如高速火車車箱內(nèi)地板、墻板、隔板或消防系統(tǒng)的各種防火材料、電纜通道等。⑺ 動力技術(shù)領(lǐng)域：用在核電站、熱電站、渦輪、熱力廠、蒸汽鍋爐、熱力管道上；還用于熱力裝置的隔熱和消音。⑻ 陶瓷、瓷器、建筑材料生產(chǎn)業(yè)：在生產(chǎn)陶瓷制品和瓷器制品（器皿、花瓶、衛(wèi)生潔具用品等）時，能起到爐子和設(shè)備的隔熱作用，還用于磚廠爐窯、陶瓷板廠爐窯的隔熱。⑼ 機械制造業(yè)：用作熱力設(shè)備、加熱爐、淬火爐、熱管道的隔熱材料。⑽ 航空工業(yè)：用作隔熱吸音布、發(fā)動機和機身的隔熱吸音防潮蒙皮布。在《聯(lián)盟》號宇宙飛船上也使用了玄武巖超細(xì)纖維。實踐證明這種材料有效。⑾ 船舶工業(yè)：用無機粘合劑粘接的隔熱板，用于船上裝置、設(shè)備、船體、艙壁的隔熱隔音。⑿ 汽車制造業(yè)：用作汽車消音器、隔熱板、隔熱屏蔽板、塑料、復(fù)合材料的隔熱吸音材料。⒀ 低溫冷凍技術(shù)和設(shè)備領(lǐng)域：用作生產(chǎn)液化氣體、液態(tài)氧等產(chǎn)品時的保溫材料。⒁ 冶金工業(yè)：用作各種爐子、熱力設(shè)備、交流換熱器、回?zé)嵫b置、管道與管線的隔熱材料。⒂ 化學(xué)工業(yè)和石油化學(xué)工業(yè)：用作熱力設(shè)備、加熱爐、干燥艙、蒸汽鍋爐、蒸汽管道、熱力管道的隔熱；還用作設(shè)施和設(shè)備消防用的不可燃耐火材料。⒃ 建筑材料制造業(yè)：用作組裝式房屋和結(jié)構(gòu)、樓板的防寒加熱板；用作房屋吊頂、防火隔板、防火墻、防火門，還可用作建筑塑料。⒄ 過濾器：玄武巖纖維廣泛用于制造過濾材料和過濾制品，空氣凈化過濾器和液體凈化過濾器，以及高溫過濾器。⒅ 道路、橋梁、基礎(chǔ)建設(shè)及土木工程理想建筑材料。⒆ 體育休閑用品。7．4國外市場情況原蘇聯(lián)是世界上研究玄武巖纖維最早也最成熟的國家，但遺憾的是由于蘇聯(lián)解體，經(jīng)濟不景氣，未能有效地推動玄武巖纖維的產(chǎn)業(yè)化。烏克蘭是原蘇聯(lián)唯一能工業(yè)化生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的國家，令人扼腕的是，這個世界上唯一能夠生產(chǎn)連續(xù)纖維的工廠卻是日本人投資的（2000年），方式為烏日合資，烏方提供技術(shù)，日方提供資金，產(chǎn)品100%由日本人購買，用于豐田L(fēng)EXUS（雷克薩斯）轎車消音器的絕熱隔音氈。烏克蘭為了保密技術(shù)，從未向世界各地的參觀者介紹其技術(shù)與產(chǎn)品。即使與日方合資，也不允許日方派技術(shù)人員進廠，也不同意在日本或世界其它地方設(shè)廠，更不賣設(shè)備。但苦于資金的缺乏，烏克蘭無力推動玄武巖纖維及復(fù)合材料的進一步研究。俄羅斯在90年代也大力開展了玄武巖纖維材料的研究，莫斯科市政府在1998年推出“在莫斯科市經(jīng)濟建設(shè)中推廣應(yīng)用玄武巖纖維新材料綜合綱要”，該綱要也得到了俄聯(lián)邦科技部的認(rèn)可和支持，40多個科研、設(shè)計和生產(chǎn)單位參與實施這個綱要。目前俄羅斯的研究重點主要是：連續(xù)纖維及超細(xì)纖維的工藝與方法，纖維復(fù)合材料如剎車片、壓力管道、保溫隔熱氈、消音器絕熱隔音氈、隔熱阻燃材料、道路增強材料、高強度耐腐蝕棒材（替代鋼筋）等。 北美美國Lib Fechnologies公司目前銷售兩種不同型號的滑雪板，在這兩種型號中加入的是玄武巖纖維而非在其他型號中通常使用的玻璃纖維。Mervin Manufacturing公司制造玄武巖增強滑雪板，在其擁有專利權(quán)的滑雪板木芯的每一側(cè)都有玄武巖襯里，使滑雪板剛性更好，重量更輕。該公司還在其生產(chǎn)的Quik Sliver牌滑雪板中使用了Basaltex公司的玄武巖產(chǎn)品。該款滑雪板曾出現(xiàn)在2005年JEC展覽會Basaltex攤位上。 在汽車工業(yè)方面，美國Azdel公司（GE和PPG的50/50合資公司）開發(fā)了一種商名為Volcalite的熱成型熱塑性復(fù)合材料，該熱塑性復(fù)合材料含有聚丙烯和長的短切玄武巖纖維。該公司稱玄武巖聚丙烯系統(tǒng)吸聲性好、熱膨脹系數(shù)低、強度重量比高、延展性好。在制造汽車頂蓬內(nèi)襯時能夠比使用普通材料薄50%。 在英美都設(shè)有公司的Tehnical Fiber Products公司使用短切玄武巖纖維制造薄氈。該公司正在用這種薄氈試生產(chǎn)層合的和熱成型的汽車部件。佳斯邁威歐洲公司也在生產(chǎn)濕法玄武巖薄氈。 在基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域玄武巖纖維也日益成為競爭性材料。美國Sudaglass公司雖然自己不再生產(chǎn)纖維，但是卻在生產(chǎn)幾種含玄武巖纖維的制品，如混凝土加強筋他們正在研究用玄武巖纖維替代聚丙烯纖維及鋼筋增強水泥混凝土、BFRP復(fù)合筋代替鋼筋在嚴(yán)酷環(huán)境工程的應(yīng)用和高溫除塵濾料制品，同時也在研究替代Kevlar凱夫拉爾纖維的可行性。 日本至今還未聽聞關(guān)于日本開展玄武巖纖維研究的報道。但日本卻是世界上第一個規(guī)?；瘧?yīng)用玄武巖連續(xù)纖維的國家。日本豐田汽車公司的消音器供應(yīng)商有幸成為世界上第一個投資工業(yè)化生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維的