近日，由上海石化研發生產的48K大絲束碳纖維筋制成的百米級國產大絲束碳纖維索，成功應用于中建八局長深高速項目氣膜結構砂石料場。
這是碳纖維復合材料在氣承式膜結構索網系統中的首次應用，也是我國土木工程領域迄今應用的最長碳纖維筋索。
該氣膜結構長105m，寬72m，高27m。據分析，原氣膜結構在風荷載下的位移較大，為進一步提高臺風季節氣膜結構的可靠性，本工程在原結構基礎上，沿氣膜長度方向增設兩道碳纖維預應力索，用以增強氣膜結構的抗側剛度。碳纖維索設置于原氣膜結構索網外側，在氣膜內部氣壓作用下主要承受拉力。
該碳纖維索采用上海石化生產的國產48k大絲束碳纖維筋制成，在本項目的成功應用充分展現了碳纖維索獨特的技術優勢，拓展了碳纖維復合材料在建筑結構領域應用的新場景，其具備輕質高強特性，為未來低能耗、超大跨度氣膜結構建設奠定了基礎。
48K大絲束碳纖維
2022年10月10日。我國首個萬噸級48K大絲束碳纖維工程第一套國產線在中國石化上海石化碳纖維產業基地投料開車，并生產出合格產品。
在碳纖維行業內，通常將每束碳纖維根數大于4.8萬根（簡稱48K）的稱為大絲束碳纖維。
該條48K大絲束碳纖維國產線可實現規?；?、高品質生產該項目采用中國石化自主開發的PAN （聚丙烯腈）基大絲束原絲、碳纖維技術分兩個階段實施計劃于2024年全部建成投產屆時共達到2.4萬噸/年原絲、1.2萬噸/年大絲束碳纖維產能。
48K大絲束碳纖維不僅具有優異的力學性能，強度遠遠超過鋼材，比重卻不到鋼的四分之一。48K大絲束最大的優勢是在相同的生產條件下，不僅可以大幅度提高碳纖維單線產能和質量性能，還可以實現生產低成本化，從而打破碳纖維高昂價格帶來的應用局限。
不斷擴寬的下游
此前，作為“黑色黃金”的碳纖維應用場景廣泛，如風能、太陽能、高鐵動車、飛機部件等。
而在國產48K大絲束碳纖維面世的這段時間內，它的潛力不斷被挖掘出來。
比如去年年底，采用上海石化48K大絲束碳纖維筋研制的碳纖維吊桿，成功吊起了青島海口路跨風河大橋，該橋建成后將成為我國首座應用大絲束碳纖維索錨體系的橋梁工程，為土木工程領域的應用打開了新局面。
中國技術打破壟斷
長期以來，中國的碳纖維發展主要是在小絲束碳纖維方面實現了突破，但是由于小絲束碳纖維成本高，影響了下游企業應用碳纖維的積極性。
中國石化碳纖維專家、上海石化副總經理黃翔宇介紹，為了讓大絲束碳纖維真正擁有“中國技術”，上海石化從裝備到工藝，為大絲束量身定制了專用生產線，如根據大絲束的要求自行設計氧化爐、碳化爐，不僅成功掌握了控制溫度場的關鍵核心技術，而且配置了節能型設計可實現能源綜合利用，這在國內外裝備也是絕無僅有。
碳纖維技術有著森嚴的技術壁壘，中國石化是國內第一家、全球第四家掌握大絲束碳纖維的企業。
經過十余年努力，我國碳纖維實現了從12K到48K的重大突破，成功實現研發生產技術從量變到質變的飛躍。
截至目前，中國石化已累計擁有碳纖維相關專利251項、碳纖維復合材料專利46項，專利排名國內第一、世界第三。
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