隨著近年來碳纖維制備技術的突破及生產成本的降低,碳纖維復合材料逐漸成為國內外建筑用材的研究熱點,相比于建材領域中傳統的材料鋼鐵和混凝土等,碳纖維復合材料在防腐蝕性、質量、機械性能等方面都具有特殊的優勢。目前,碳纖維復合材料在建材行業中主要應用包括碳纖維增強混凝土、碳纖維增強樹脂復合材料棒材、板材以及功能復合材料等。我國碳纖維復合材料在建筑工業上的應用仍然較少,主要是國外在建筑上的應用較多。
1.碳纖維增強水泥
1982年,日本鹿島建設公司率先開發輕質復合板,建成巴格達紀念館,紀念館由兩個同樣的圓屋頂組成,隨著現代高科技的發展在建筑上的應用日益廣泛,主要有:
1.1幕墻板
目前板可提高建筑物抗風強度和防火性能。與未經碳纖維增強的幕墻板相比,大樓外墻總重可減少40%。
1.2自由通道地板
這種由碳纖維增強復合材料的通道,表面光滑美觀,耐磨性好,易于安裝,節省勞力,對高層建筑特別重要。
1.3防水房頂涂層
可用于涂覆平坦的房頂,作為耐風化和不滲水的表面,外觀優美,可長期使用。
1.4耐化學腐蝕地板
經化學侵蝕,會軟化水泥質地板的表面并導致快速而又不規則的磨損,采用碳纖維復合材料地板后,可大大改善。
2.復合材料棒材
可使用碳纖維為增墻體,所用的基體樹脂為乙烯樹脂,可以在海堤、造紙廠、化工廠、高速公路護欄、房屋地基和橋梁等易腐蝕場合使用,有取代鋼的趨勢。
3.用于制造層壓膠合板木梁
美國層壓膠合板制作者,采用再生木材和碳纖維復合材料,制成的層壓膠合板木梁比鋼鐵性能更優越,第一個采用此項技術的是美國,現在,日本、美國和歐洲購買商求購大型圓拱頂的結構。
雖然碳纖維復合材料具有抗腐蝕,高比強度等優異性能,但是因其價格偏高,以及人們的購買習慣,到目前為止,在建筑上的應用有限,但隨著其價格的下降,在未來,它將在建筑領域有很大的發展。