有谁对碳纤维和复合材料熟悉的?用于桥梁建设如何?

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 12:58:48
我一直在考虑,等碳纤维和复合材料价格降低了,就可以用在桥梁工程上。
而不管什么东西只要中国人一会做,价格马上雪崩。

碳纤维和芳纶的强度远远超过钢筋和水泥混凝土,重量也非常非常轻,如果用于桥梁建设的话,可能桥梁建设能够有一个突飞猛进的发展。
比方说琼州海峡这样的就可以一跨过海。甚至跨渤海海峡都可以不在海中打桥墩。

但是我经过咨询,有如下问题:
第一,
碳纤维、芳纶、复合材料等,抗拉性能、抗剪性能很好都知道,请问有没有抗压性能好的?
芳纶可以做防弹衣,请问是不是说明抗压性能很好?
如果抗压性能能达到水泥混凝土,就可以取代水泥混凝土了。

听说现在有一些金属基的复合材料,就是这类高强材料建立在金属基上,和金属严丝合缝,请问是怎样的情况?能否实现抗压?

第二,
碳纤维、芳纶、复合材料等,抗老化能力如何?材料寿命如何?
一般的化纤材料容易老化,在太阳紫外线等的照射下就老化了。
听说碳纤维的寿命只能有三十年,请问是吗?
有没有抗老化的方法?不仅仅要不老化,而且强度什么的指标都不能降低。我一直在考虑,等碳纤维和复合材料价格降低了,就可以用在桥梁工程上。
而不管什么东西只要中国人一会做,价格马上雪崩。

碳纤维和芳纶的强度远远超过钢筋和水泥混凝土,重量也非常非常轻,如果用于桥梁建设的话,可能桥梁建设能够有一个突飞猛进的发展。
比方说琼州海峡这样的就可以一跨过海。甚至跨渤海海峡都可以不在海中打桥墩。

但是我经过咨询,有如下问题:
第一,
碳纤维、芳纶、复合材料等,抗拉性能、抗剪性能很好都知道,请问有没有抗压性能好的?
芳纶可以做防弹衣,请问是不是说明抗压性能很好?
如果抗压性能能达到水泥混凝土,就可以取代水泥混凝土了。

听说现在有一些金属基的复合材料,就是这类高强材料建立在金属基上,和金属严丝合缝,请问是怎样的情况?能否实现抗压?

第二,
碳纤维、芳纶、复合材料等,抗老化能力如何?材料寿命如何?
一般的化纤材料容易老化,在太阳紫外线等的照射下就老化了。
听说碳纤维的寿命只能有三十年,请问是吗?
有没有抗老化的方法?不仅仅要不老化,而且强度什么的指标都不能降低。
第一,再便宜也是石化产品吧?价格不可能和钢铁水泥比。

第二,老化问题不可能解决,你家的塑料盆不可能和搪瓷盆比。

第三,如果是大量的话,很难想象。30w吨乙烯已经是大工程了,与之相比,随便那个水泥厂都不止那个数
现在有纤维混凝土
烧钱吗?有那份钱我觉得还不如直接上实心不锈钢组件呢。
我是造桥的。。。我想问:    纤维的耐久性耐磨性有混泥土强吗?  性价比问题?如何施工(现场浇筑还是用螺丝拧)    底部结构轻了但上面重物在跑,会结实么?上重下轻导致共振了怎么办?  还有后期维护怎么办?
349460611 发表于 2010-8-25 16:42

耐久性就是我在问的,
耐磨性好办,只要不做桥面的面层就可以了,面层做沥青面层。
性价比的话,只要碳纤维的价格降下来了就可以了,如果能全复合材料一跨过琼州海峡,贵点也值得。
施工的话是比较细节的问题了,不是这种宏观的讨论。
结实和强度有关。
共振?这个频率可以控制调节吧。
后期维护的话,可以每隔一段时间换一部分部件。
碳纤维会老化的
我的自行车太阳下摆久了,我都会心疼的.
白痴问题
回复 5# 349460611
还是用玻璃钢吧,技术成熟,而且便宜。国外在建筑上已经得到了应用。
abbr_c4a4d1d7b50c2433fdfdff3c35086ee0.jpgabbr_474632690a120afe85f2e498b50f0f01.jpgw1.jpg
大锅 那些化学合成纤维用开水就烫变形了{:3_83:}
不是一般的贵啊
碳纤维
早着呢
水泥 钢铁的成本碳纤维还完全无法比拟
bxdfhbh 发表于 2010-8-25 17:00


    这样架空讨论不好,细节有很多时候直接决定宏观上不可行。
抗老化肯定不行把  好象你说的什么把沥青浇上面更是不可以把 要是这2个都过去 成本肯定上去了把
抗拉性能不错,抗剪不行
和混凝土的粘结问题还有待检验
而且制作工艺上差别很大,质量参差不齐
最大的问题还是贵
回复 2# roach1234
不一定,美国的尼尔桥就是复合材料桥梁,比预浇铸制的桥梁要便宜。无法大规模应用是因为安全问题与公路建设中如何使用的标准体系没有建立。


回复 1# bxdfhbh
  纤维增强塑料/复合材料在美国公路桥梁建设中得到了开发应用,一个例子就是美国缅因州的尼尔桥。 桥梁不是由钢或混凝土构成,而是由23条碳和玻璃纤维织物的拱形结构组成。这些直径12英寸(约合30厘米)的管子,通过膨胀、弯曲成适当的外形再使用树脂进行固化成型,并排安装以后用混凝土进行填充。最后铺上桥板和压实的土壤,拱形结构就能支撑标准的砂和沥青路面了。(见构造图)

结构图

结构图

尼尔桥于2009年的11月份开始建造,花费总计约六十万美元。目前,通过了高强度的交通测试。据美国建筑师称,这种复合材料桥梁比预浇铸制的桥梁要便宜17万美元。

回复 1# bxdfhbh
  纤维增强塑料/复合材料在美国公路桥梁建设中得到了开发应用,一个例子就是美国缅因州的尼尔桥。 桥梁不是由钢或混凝土构成,而是由23条碳和玻璃纤维织物的拱形结构组成。这些直径12英寸(约合30厘米)的管子,通过膨胀、弯曲成适当的外形再使用树脂进行固化成型,并排安装以后用混凝土进行填充。最后铺上桥板和压实的土壤,拱形结构就能支撑标准的砂和沥青路面了。(见构造图)

结构图

结构图

尼尔桥于2009年的11月份开始建造,花费总计约六十万美元。目前,通过了高强度的交通测试。据美国建筑师称,这种复合材料桥梁比预浇铸制的桥梁要便宜17万美元。
这个复合材料是拿来当浇注混凝土的模具……
并不是承重结构……
这种材料太轻,用作结构主材导致结构太柔,并且非常贵,不经济,所以现在主要还是用作辅材,比如加固之类的
百臂巨人 发表于 2010-8-25 23:11

不,这个信息很有价值,

现在有一种常见的钢管拱桥,拱券采用钢管拱,就是用钢管构成拱,钢管里面填充混凝土。
这个复合材料,等于是取代了钢管的作用。
抗老化、抗变形...都是要考虑的问题,中国的公路什么的,各种超载啊...加上还有一个成本问题...
在中国不考虑超载问题是不行的
还要考虑可维护性,至少碳纤维不具备
一个小孩就可以把这样的桥梁毁灭掉
回复 6# bxdfhbh


    楼主看来是没有真正的接触过高分子行业吧。您听说过一个高分子材料在工程应用上最重要的一个性能指标:耐老化性能没有?
   高分子材料和混凝土比较起来,耐老化性能完全不是一个数量级的。
   如果哪一天这些材料能去造桥这么NB,全世界早就不需要用金属飞机了。
全世界的基础建设行业里,最重要的指标就是成本。建造成本,全寿命成本,再建造成本等等。这些不达标的话,其他的一切那都是空谈。就目前的科技水品而言,复合材料的全寿命成本是远远超过混凝土的,毕竟在寿命上的差距还比较大。
OK,看来和平时期这个构想现条件下不可行。那么用于战时抢建,抢修如何?这样就回避了耐久,成本等问题了。
{:yan:}先问个问题,整个桥准备用几年
lavalk 发表于 2010-8-26 05:56

难道不能在高分子材料表面覆盖其他东西来防止紫外线?
玻璃钢就是不饱和聚酯,高分子材料的抗老化性是个问题,不是单纯的紫外线作用,还有水和空气
觉得楼主这个设想和用白银做电力线有的一比。
bxdfhbh 发表于 2010-8-25 17:00

你也提到了性价比这件事情,所谓降下来了,降到1/100也比钢筋混凝土价格高多了吧?

算上加工工程的繁复,如果真是现在价格的1/100,谁还会去做这玩艺?
性价比,材料,寿命,强度,质量都解决了吗?
involute 发表于 2010-8-27 09:35

但因为桥梁的重量可以急剧降低,比重不到过去的十分之一,所以实际上用料也比过去使用钢筋混凝土省多了啊,
而且如果能够实现大跨径桥梁,例如一跨过琼州海峡,从庙岛列岛跨海到大连,那比钢筋混凝土贵十倍也值得啊。
bxdfhbh 发表于 2010-8-27 09:45

为什么值?为什么要一跨过海峡?三跨五跨又怎么了?跨度不是制约桥梁建设的最主要条件吧。
重量和成本成正比么?铝合金的羽毛球拍多少钱,10多块,碳纤维的多少钱?500起吧?
回复 29# bxdfhbh


    高分子材料的老化不是单纯一个防紫外线的概念,里面是一个很复杂的物理和化学变化过程。如果真要说清楚大概要写很长的一篇文字,我虽然是从事高分子材料这方面工作的,但要讲清楚这个水平还不够。简单来说就是高分子材料内部不是一个绝对稳定的状态,外界的环境变化会使得材料本身从微观上看发生得失电子的反应,这些反应会引起材料内的小分子发生改变,造成材料的物理性能和化学性能发生改变,从而引发材料老化。当然,高分子材料这个也是很笼统的概念,我说的这些都是碳氢化合物为主要小分子的高分子材料。如果是硅基的又另一个说法了 ,现在有人把硅基材料也列入高分子的领域。传统上的水泥,就是典型的硅酸盐,这个被看做无机材料。但如果是特种陶瓷,这样的硅基材料也有人算做高分子的。
   抱歉,这个命题实在太复杂了,不敢再写下去了。
回复 36# lavalk

特种陶瓷内部可以形成"硅链"吗?
回复 37# bxdfhbh


    特种陶瓷这个复杂,没有接触过,不知道。
做悬索桥的拉索可能还好
个人觉得用黄金更好