玄武岩矿物纤维

2024-05-09

玄武岩矿物纤维（精选9篇）

玄武岩矿物纤维第1篇

本文通过试验, 研究了玄武岩纤维掺量对水泥砂浆性能的影响;通过研究粉煤灰和矿渣的掺入, 探讨了粉煤灰和矿渣在改善玄武岩纤维水泥基材料物理性能方面的效果。

1 实验设计

1.1 原材料

水泥为河北省宣化水泥厂42.5普通硅酸盐水泥。粉煤灰及矿渣掺合料化学组成见表1。

玄武岩纤维:直径为13μm, 北京君安泰防护科技有限公司生产, 抗拉强度2169MPa、弹性模量129GPa、断裂伸长率为1.68%。

1.2 试验方法

试验方法借鉴GB/T2419-2005和GB17671-1999进行。掺合料按水泥质量的20%替代水泥, 矿渣与粉煤灰比例为2∶3;每一组试验分别加入玄武岩纤维0.4、0.6、0.8g;

2 结果及讨论分析

试验结果见表2。

编号J为水泥胶砂空白样试块;P为玄武岩纤维水泥基试块;C为掺合料玄武岩纤维水泥基试块

2.1 玄武岩纤维砂浆的流动性能

随着纤维掺量的增加, 砂浆的流动度越来越小。掺量0.4g玄武岩纤维的砂浆相对基准砂浆的流动度下降幅度为5.1%, 而其掺量为0.8g时, 其流动度较基准砂浆下降了15.5%。这是由于纤维在砂浆中形成空间网络结构, 将水泥浆团聚, 阻碍了水泥浆的自由流动性。随着纤维掺量的增多, 纤维形成的网络结构空间越小, 分布密度越大, 需包裹纤维表面的水泥浆数量要越多, 当水泥浆数量一定时, 纤维的阻力作用也就越大[4]。

2.2 玄武岩纤维砂浆的强度

与空白样相比, 掺不同掺量的玄武岩纤维的砂浆3d和7d龄期抗折、抗压强度均有所增加, 掺量为0.6g玄武岩纤维的试样3d抗折强度较之空白样分别增加了6.9%, 掺纤维砂浆的7d抗折、抗压强度较之3d强度增幅减缓。有大量水化产物附着的玄武岩纤维单丝分布于砂浆内部, 不仅提高了砂浆的力学性能, 而且有效地吸收和耗散能量, 能很好地阻挡微裂纹的产生及扩展。

2.3 矿物掺合料的影响

同掺量玄武岩纤维, 掺入矿物掺合料 (粉煤灰和矿渣) 的砂浆较未掺加的流动性明显更大。掺量0.4g时, 未掺加掺合料的玄武岩纤维砂浆相对基准砂浆的流动度下降幅度分别为3.5%, 而掺入矿物掺合料玄武岩纤维砂浆相对基准砂浆的流动度几乎未有变化。这是因为矿物掺合料极细, 其中含有球形玻璃体, 起到滚动、润滑作用, 增加了保水性和均匀性, 降低了需水量, 起到减水作用, 提高了砂浆的流动性。

矿物掺合料的掺入对水泥基材料的抗压强度有所增加。当玄武岩纤维掺量为0.8g时, 掺合料玄武岩纤维砂浆较未加掺合料的玄武岩纤维砂浆3d、7d、28d抗压强度提高幅度分别为11.3%、9.6%和7.5%, 这是由于矿渣和粉煤灰中的活性Si02和A12O3与水泥的水化产物Ca (OH) 2产生二次水化反应, 生成水化硅酸钙、水化铝酸钙等凝胶物质, 发挥自身的活性效应。同时, 填充于水泥浆体中的粉煤灰和矿渣使砂浆匀质性提高, 大毛细孔减少, 超细孔隙增加, 促进玄武岩纤维在基体中的均匀分散, 加强了玄武岩纤维与基体间的黏结, 改善了纤维-基体界面力学性能。

3 结论

(1) 玄武岩纤维的加入在相同的水灰比下降低了流动度, 玄武岩纤维的掺量越多, 纤维水泥砂浆的流动性越低。

(2) 玄武岩纤维在砂浆中形成一种致密、乱向分布的网状支撑结构体系, 分散于水泥浆体中, 能很好地阻挡微裂纹的产生及扩展, 提高纤维砂浆的抗裂性。

(3) 粉煤灰和矿渣的加入增加了砂浆的流动度, 显著提高了砂浆的各龄期强度。

摘要：玄武岩纤维是一种新型的环保型无机纤维材料。借鉴水泥胶砂试验方法制备玄武岩纤维水泥砂浆, 研究了玄武岩纤维掺量因素对水泥基材料物理力学性能的影响。结果表明, 玄武岩纤维能在一定程度上提高水泥基材料的抗折、抗压强度。试验还探讨了掺合料在改善玄武岩纤维水泥基材料物理性能方面的效果。

关键词：玄武岩纤维,水泥砂浆,矿物掺合料,流动度

参考文献

[1]Liu Q, Shaw M T, Pamas R S.Investigation of basalt fiber composite mechanical properties for applications in transportation[J].Polymer Composite, 2006, (10) , 41-48.

[2]廉杰, 杨勇新, 杨萌.短切玄武岩纤维增强混凝土力学性能的试验研究[J].工业建筑, 2007, 37 (6) :8-10.

玄武岩纤维项目申报材料第2篇

申报材料

泓域咨询/ / 规划设计/ / 投资分析

玄武岩纤维项目申报材料

玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维（碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维）之一。

该玄武岩纤维项目计划总投资 15401.36 万元，其中：固定资产投资11758.33 万元，占项目总投资的 76.35%；流动资金 3643.03 万元，占项目总投资的 23.65%。

达产年营业收入 26676.00 万元，总成本费用 20374.32 万元，税金及附加 286.88 万元，利润总额 6301.68 万元，利税总额 7457.76 万元，税后净利润 4726.26 万元，达产年纳税总额 2731.50 万元；达产年投资利润率40.92%，投资利税率 48.42%，投资回报率 30.69%，全部投资回收期 4.76年，提供就业职位 378 个。

提供初步了解项目建设区域范围、面积、工程地质状况、外围基础设施等条件，对项目建设条件进行分析，提出项目工程建设方案，内容包括：场址选择、总图布置、土建工程、辅助工程、配套公用工程、环境保护工程及安全卫生、消防工程等。

......玄武岩纤维项目申报材料目录

第一章

申报单位及项目概况

一、项目申报单位概况

二、项目概况

第二章

发展规划、产业政策和行业准入分析

一、发展规划分析

二、产业政策分析

三、行业准入分析

第三章

资源开发及综合利用分析

一、资源开发方案。

二、资源利用方案

三、资源节约措施

第四章

节能方案分析

一、用能标准和节能规范。

二、能耗状况和能耗指标分析

三、节能措施和节能效果分析

第五章

建设用地、征地拆迁及移民安置分析

一、项目选址及用地方案

二、土地利用合理性分析

三、征地拆迁和移民安置规划方案

第六章

环境和生态影响分析

一、环境和生态现状

二、生态环境影响分析

三、生态环境保护措施

四、地质灾害影响分析

五、特殊环境影响

第七章

经济影响分析

一、经济费用效益或费用效果分析

二、行业影响分析

三、区域经济影响分析

四、宏观经济影响分析

第八章

社会影响分析

一、社会影响效果分析

二、社会适应性分析

三、社会风险及对策分析

附表 1：主要经济指标一览表

附表 2：土建工程投资一览表

附表 3：节能分析一览表

附表 4：项目建设进度一览表

附表 5：人力资源配置一览表

附表 6：固定资产投资估算表

附表 7：流动资金投资估算表

附表 8：总投资构成估算表

附表 9：营业收入税金及附加和增值税估算表

附表 10：折旧及摊销一览表

附表 11：总成本费用估算一览表

附表 12：利润及利润分配表

附表 13：盈利能力分析一览表

第一章

申报单位及项目概况

一、项目申报单位概况

（一）项目单位名称

xxx（集团）有限公司

（二）法定代表人

唐 xx

（三）项目单位简介

公司坚持“以人为本，无为而治”的企业管理理念，以“走正道，负责任，心中有别人”的企业文化核心思想为指针，实现新的跨越，创造新的辉煌。热忱欢迎社会各界人士咨询与合作。公司在发展中始终坚持以创新为源动力，不断投入巨资引入先进研发设备，更新思想观念，依托优秀的人才、完善的信息、现代科技技术等优势，不断加大新产品的研发力度，以实现公司的永续经营和品牌发展。

公司是强调项目开发、设计和经营服务的科技型企业，严格按照高新技术企业规范财务制度。截止 2017 年底，公司经济状况无不良资产发生，并严格控制企业高速发展带来的高资产负债率。同时，为了创新需要及时的资金作保证，公司对研究开发经费的投入和使用制定了相应制度，每季度审核一次开发经费支出情况，适时平衡各开发项目经费使用，最大限度地保证开发项目的资金落实。公司自建成投产以来，每年均快速提升生产

规模和经济效益，成为区域经济发展速度较快、综合管理效益较高的企业之一；项目承办单位技术力量相当雄厚，拥有一批知识丰富、经营管理经验精湛的专业化员工队伍，为研制、开发、生产项目产品奠定了良好的基础。

公司将加强人才的引进和培养，尤其是研发及业务方面的高级人才，健全研发、管理和销售等各级人员的薪酬考核体系，完善激励制度，提高公司员工创造力，为公司的持续快速发展提供强大保障。公司建立了《产品开发控制程序》、《研发部绩效管理细则》等一系列制度，对研发项目立项、评审、研发经费核算、研发人员绩效考核等进行规范化管理，确保了良好的研发工作运行环境。公司注重建设、培养人才梯队，与众多高校建立了良好的校企合作关系，学校为企业输入满足不同岗位需求的技术人员，达到企业人才吸收、培养和校企互惠的效果。公司筹建了实习培训基地，帮助学校优化教学科目，并从公司内部选拔优秀员工为学生授课，让学生亲身参与实践工作。在此过程中，公司直接从实习基地选拔优秀人才，为公司长期的业务发展输送稳定可靠的人才队伍。公司的良好人才梯队和人才优势使得本次募投项目具备扎实的人力资源基础。

（四）项目单位经营情况

上一，xxx 集团实现营业收入 18407.36 万元，同比增长 9.56%（1606.78 万元）。其中，主营业业务玄武岩纤维生产及销售收入为15008.55 万元，占营业总收入的 81.54%。

根据初步统计测算，公司实现利润总额 4842.80 万元，较去年同期相比增长 1109.85 万元，增长率 29.73%；实现净利润 3632.10 万元，较去年同期相比增长 701.40 万元，增长率 23.93%。

上营收情况一览表

序号项目第一季度第二季度第三季度第四季度合计 1

营业收入

3865.55

5154.06

4785.91

4601.84

18407.36

主营业务收入

3151.80

4202.39

3902.22

3752.14

15008.55

2.1

玄武岩纤维(A)

1040.09

1386.79

1287.73

1238.21

4952.82

2.2

玄武岩纤维(B)

724.91

966.55

897.51

862.99

3451.97

2.3

玄武岩纤维(C)

535.81

714.41

663.38

637.86

2551.45

2.4

玄武岩纤维(D)

378.22

504.29

468.27

450.26

1801.03

2.5

玄武岩纤维(E)

252.14

336.19

312.18

300.17

1200.68

2.6

玄武岩纤维(F)

157.59

210.12

195.11

187.61

750.43

2.7

玄武岩纤维(...)

63.04

84.05

78.04

75.04

300.17

其他业务收入

713.75

951.67

883.69

849.70

3398.81

上主要经济指标

项目单位指标完成营业收入

万元

18407.36

完成主营业务收入

万元

15008.55

主营业务收入占比

81.54%

营业收入增长率（同比）

9.56%

营业收入增长量（同比）

万元

1606.78

利润总额

万元

4842.80

利润总额增长率

29.73%

利润总额增长量

万元

1109.85

净利润

万元

3632.10

净利润增长率

23.93%

净利润增长量

万元

701.40

投资利润率

45.01%

投资回报率

33.76%

财务内部收益率

26.31%

企业总资产

万元

38168.43

流动资产总额占比

万元

25.36%

流动资产总额

万元

9678.55

资产负债率

39.94%

二、项目概况

（一）项目名称及承办单位

1、项目名称：玄武岩纤维项目

2、承办单位：xxx（集团）有限公司

（二）项目建设地点

某某工业园

（三）项目提出的理由

（四）建设规模与产品方案

项目主要产品为玄武岩纤维，根据市场情况，预计年产值 26676.00 万元。

项目承办单位应建立良好的营销队伍，利用多媒体、广告、连锁等模式，不断拓展项目产品良好的营销渠道，提高企业的经济效益。

（五）项目投资估算

项目预计总投资 15401.36 万元，其中：固定资产投资 11758.33 万元，占项目总投资的 76.35%；流动资金 3643.03 万元，占项目总投资的 23.65%。

（六）工艺技术

投资项目所需要的原材料、辅助材料实行统一采购集中供应，并根据所需原材料的质量、价格、运输条件做到货比三家。

积极采用新技术、新工艺和高效率专用设备，使用高质量的原辅材料，稳定和提高产品质量，制造高附加值的产品，提高项目承办单位市场竞争能力。根据投资项目的产品方案，所选用的工艺流程能够满足产品制造的要求，同时，加强员工技术培训，严格质量管理，按照工艺流程技术要求

进行操作，提高产品合格率，努力追求项目产品的“零缺陷”，以关键生产工序为质量控制点，确保投资项目产品质量。

（七）项目建设期限和进度

项目建设周期 12 个月。

该项目采取分期建设，目前项目实际完成投资 10759.85 万元，占计划投资的 69.86%。其中：完成固定资产投资 7144.69 万元，占总投资的66.40%；完成流动资金投资 3615.16，占总投资的 33.60%。

项目建设进度一览表

序号项目单位指标 1

完成投资

万元

10759.85

1.1

——完成比例

69.86%

完成固定资产投资

万元

7144.69

2.1

——完成比例

66.40%

完成流动资金投资

万元

3615.16

3.1

——完成比例

33.60%

（八）主要建设内容和规模

该项目总征地面积 45642.81平方米（折合约 68.43 亩），其中：净用地面积 45642.81平方米（红线范围折合约 68.43 亩）。项目规划总建筑面积 66182.07平方米，其中：规划建设主体工程 40272.47平方米，计容建筑面积 66182.07平方米；预计建筑工程投资 5542.86 万元。

项目计划购置设备共计 147 台（套），设备购置费 4189.71 万元。

（九）设备方案

以甄选优质供应商为原则；选择设备交货期应满足工程进度的需要，售后服务好、安装调试及时、可靠并能及时提供备品备件的设备生产厂家，力求减少项目投资，最大限度地降低投资风险；投资项目主要工艺设备及仪器基本上采用国产设备，选用生产设备厂家具有国内一流技术装备，企业管理科学达到国际认证标准要求。根据项目的建设规模和项目承办单位生产经验以及对国内外设备性能的了解，投资项目工艺设备及检测设备选用原则是以国产设备为主，关键设备拟从国外进口，国内采购以人民币支付。

项目拟选购国内先进的关键工艺设备和国内外先进的检测设备，预计购置安装主要设备共计 147 台（套），设备购置费 4189.71 万元。

第二章

发展规划、产业政策和行业准入分析

一、发展规划分析

玄武岩纤维织品可制成毡、带绳板、棒等，与树脂结合还可制成多种复合材料，广泛应用于消防、环保、航空航天、军工、汽车船舶制造、工程塑料及建筑等领域。目前国内主要应用于建筑结构补强、道路交通和玻璃钢三大领域，在道桥建设上正逐步取代钢筋使用。

作为绿色环保材料，玄武岩纤维的发展得到了政策的大力支持，并且国家还制定颁布了《GB/T23265-2009 水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维》、《JT/T776-2010 公路工程玄武岩纤维及其制品》等玄武岩纤维相关的标准，为玄武岩纤维的普及推广奠定了基础。在政策的驱动下，玄武岩纤维近年来市场需求规模快速扩张，同时，需求的扩张也刺激产业投资规模的增长，相关生产企业数量也不断增加，产能产量随之迅速增长。

中国目前已是世界第一大玄武岩纤维生产国，在电窑炉技术方面也处于世界领先水平。在国内四大高性能纤维中，玄武岩纤维也是目前唯一达到世界水平，部分超世界水平的纤维。尽管我国玄武岩纤维生产能力居世界第一，但是相对于国内市场需求而言，仍存在较大的缺口。目前我国玻璃纤维产能约在 500 万吨/年，碳纤维 6 万吨/年；玄武岩纤维则不足 1 万吨/年。未来，玄武岩纤维的应用领域还将会进一步扩大，市场需求还会持续增长，国内玄武岩纤维产能产量还有待于进一步快速提升。

二、产业政策分析

供给侧结构性改革深入推进为经济高质量发展提供新动力，深化供给侧结构性改革是建设现代化经济体系的关键环节，是推动我国经济强起来的关键步骤。近年来，我国“破、立、降”力度持续加大，“三去一降一补”深入推进，实体经济活力不断释放，经济发展新动力不断增强。这主要表现在：经济结构不断优化，消费拉动经济增长作用进一步增强，服务业对经济增长的贡献率接近60%，高技术产业、装备制造业增速明显快于一般工业；能源资源利用效率提高，单位国内生产总值能耗下降，发展质量

和效益继续提升；新动能快速成长，一批重大科技创新成果相继问世，新兴产业蓬勃发展，传统产业加快转型升级，新动能正在深刻改变生产生活方式、塑造发展新优势。

按照主导产业集束、空间布局集中、关联产业集聚、企业主体集群、资源利用集约的总体要求，坚持统筹规划、错位发展原则，科学定位各区县主导产业。

投资项目建成投产后，项目承办单位将成为项目建设地内目前投资规模较大的企业之一，项目的建设无论是对企业自身的发展还是对促进当地经济和社会发展，都将起到明显的推动作用；投资项目的建设是项目承办单位自身发展的需要，随着国内相关行业的高速发展和客户需求面的不断增多，项目产品市场需求量日益扩大，因此，紧紧抓住项目产品市场需求动态，拓展投资项目丰富产品线及扩大生产规模已经显得必要而且紧迫。当今高速增长的中国经济又一次面临世界经济风云变幻的新一轮挑战，为确保中国经济的顺利发展，离不开相关工业的支撑和发展；建设好项目，将有助于发挥项目承办单位集聚效应、资源共享、充分协作、合理竞争，同时，在一定程度上还有助于快速提高当地项目产品制造工业的技术水平和行业市场竞争能力，对于项目产品制造企业为国家实现产业振兴计划、推进产业结构调整和优化升级，都具有十分重要的现实意义。

工业兴则百业兴，工业强则百业强。工业是带动经济社会发展的主引擎，在过去一年里，尽管面临着国内外复杂多变的经济形势及多重压力叠

加的境况，但我市工业发展依然发生了一系列新变化，折射出全市工业经济“稳中求进”的良好态势。

三、行业准入

xxx（集团）有限公司于 20xx 年 xx 月通过 xxx（集团）有限公司所在地相关部门立项和其它必要审批流程，达到行业准入条件。

未来，我国中小企业可以通过组建战略联盟，实现优势互补、风险和成本分担、资源共享，降低市场进入成本，扩大业务范围。中小企业要明确企业定位和发展目标，选择合适的战略伙伴，根据企业的资源、能力和需求，选择供应链联盟、生产联盟、技术研发联盟等形式，加强对联盟关系的管理，完善双方契约关系，通过建立学习机制、信任机制、利益分享机制和纠纷处理机制等，推进战略双方的互信、共赢。中小企业也可以通过加入产业集群，增强企业市场竞争能力。要根据自身条件对企业进行价值链定位，通过调整产品结构、产销结构等实现与集群内大中企业的多层次分工协作；利用集群条件重构企业管理和技术创新机制，并大力推进企业文化建设以适应集群文化环境。

统计数据显示，民营经济如今已成为中国经济的中坚力量。截至 2017年年底，我国实有个体工商户 6579.4 万户，私营企业 2726.3 万户，广义民营企业合计占全部市场主体的 94.8%。而且，民营经济解决了绝大部分就业，是技术进步和创新的巨大驱动力：创造了 60%以上 GDP，贡献了 70%以上的技术创新和新产品开发，提供了 80%以上的就业岗位。十九大报告提出，毫不动摇巩固和发展公有制经济，毫不动摇鼓励、支持、引导非公有制经济发展。

第三章

资源开发及综合利用分析

一、资源开发方案

该项目为非资源开发类项目，其生产经营过程未对环境资源进行开发，无资源开发方案。

二、资源利用方案

（一）土地资源

该项目选址位于某某工业园。

通过几年发展，我市装备制造业规模不断扩大、产品种类逐步增多、产品档次不断提升，初步形成了以乘用车、重型汽车、专用车及零部件为主的汽车制造，以煤炭综采设备为主的煤矿及矿用设备制造，以风机整机组装及叶片、塔筒等零部件制造为主的风力发电设备制造和以压力容器为主的化工设备制造的装备制造产业体系。“十二五”时期，面对经济发展新常态，全市上下坚持科学发展，以转型发展、可持续发展为引领，突出改善民生，强化改革创新驱动，推进法治政府建设，确保社会和谐稳定，经济社会总体保持了平稳发展。经济发展步入新常态。

项目选址应符合城乡建设总体规划和项目占地使用规划的要求，同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址，并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。投资项目对其生产工艺流程、设施布置等都有较为严格的标准化要求，为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多

方面的因素，根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况，该项目选址应遵循以下基本原则的要求。节约土地资源，充分利用空闲地、非耕地或荒地，尽可能不占良田或少占耕地；应充分利用天然地形，选择土地综合利用率高、征地费用少的场址。

投资项目占地产出收益率完全符合国土资源部发布的《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24 号）中规定的行业产品制造行业占地产出收益率≥5000.00 万元/公顷的规定；同时，满足项目建设地确定的“占地产出收益率≥6000.00 万元/公顷”的具体要求。投资项目办公及生活用地所占比重符合国土资源部发布的《工业项目建设用地控制指标》（国土资发【2008】24 号）中规定的产品制造行业办公及生活用地所占比重≤7.00%的规定；同时，满足项目建设地确定的“办公及生活用地所占比重≤7.00%”的具体要求。

综上所述，项目选址位在项目建设地工业项目占地规划区，该区域地势平坦开阔，四周无污染源、自然景观及保护文物；供电、供水可靠，给、排水方便，而且，交通便利、通讯便捷、远离居民区；所以，从场址周围环境概况、资源和能源的利用情况以及对周围环境的影响分析，拟建工程的场址选择是科学合理的。undefined

（二）原辅材料

投资项目所需要的原材料、辅助材料实行统一采购集中供应，并根据所需原材料的质量、价格、运输条件做到货比三家。

（三）能源消耗

1、项目年用电量 986644.12 千瓦时，折合 121.26 吨标准煤。

2、项目年总用水量 19861.83 立方米，折合 1.70 吨标准煤。

3、“玄武岩纤维项目投资建设项目”，年用电量 986644.12 千瓦时，年总用水量 19861.83 立方米，项目年综合总耗能量（当量值）122.96 吨标准煤/年。达产年综合节能量 40.99 吨标准煤/年，项目总节能率 21.77%，能源利用效果良好。

三、资源节约措施

根据用电性质、用电容量，选择合理供电电压和供电方式；变配电室的位置应接近负荷中心，减少变压级数，缩短供电半径，按经济电流密度选择导线的截面；优化用电设备的工作状态，合理分配与平衡负荷，使用电均衡化，提高项目的负荷率。积极选用 FS11 系列节能型变压器；正确选择和配置变压器容量，通过运行方式的择优，合理调整负荷，实现变压器经济运行，通过合理调整负荷提高功率因数，从而提高变压器的利用率。

第四章

节能方案分析

一、用能标准和节能规范

实施能源消耗总量和强度双控行动，改革完善主要污染物总量减排制度。强化约束性指标管理，健全目标责任分解机制，将全国能耗总量控制和节能目标分解到各地区、主要行业和重点用能单位。各地区要根据国家下达的任务明确工作目标并层层分解落实，明确下一级政府、有关部门、重点用能单位责任，逐步建立省、市、县三级用能预算管理体系，编制用能预算管理方案；以改善环境质量为核心，突出重点工程减排，实行分区分类差别化管理，科学确定减排指标，环境质量改善任务重的地区承担更多的减排任务。

1、《中华人民共和国节能能源法》

2、《国务院关于加快发展循环经济的若干意见》

3、《国务院关于加强节能工作的决定》

4、《中国能源技术政策大纲》

5、《关于加强固定资产投资项目节能评估和审查工作通知》

6、《节能减排综合性工作方案》

7、《中华人民共和国节约能源法》

8、《工业企业能源管理导则》

9、《企业能耗计量与测试导则》

10、《评价企业合理用电技术导则》

11、《用能单位能源计量器具配备和管理通则》

12、《国务院关于加强节能工作的决定》

13、《产业政策调整指导目录》

14、《重点用能单位节能管理办法》

15、《各种能源与标准煤的参考折标系数》。

二、能耗状况和能耗指标分析

（一）项目用电量测算

全年用电量 986644.12 千瓦时，折合 121.26 标准煤。

（二）项目用水量测算

项目实施后总用水量 19861.83 立方米/年，折合 1.70 吨标准煤。

（三）能耗指标分析

项目位于某某工业园，项目建成后年消耗能源总量折合标煤 122.96 吨，节能量折合标煤 40.99 吨。

三、节能措施和节能效果分析

（一）公共建筑节能设计

外墙：建筑均采用外墙保温体系，保温层厚度按各单体节能计算数据的不同采用相应的厚度。投资项目拟采用加气混凝土砌块作为框架填充墙厚度 240.00 毫米。建筑外墙全部采用聚氨酯板外墙外保温体系，保温层厚度 40.00 毫米，经计算考虑热桥后墙体平均传热系数为 0.41w/?O?k，不超

出限值。外墙：建筑均采用外墙保温体系，保温层厚度按各单体节能计算数据的不同采用相应的厚度。投资项目拟采用加气混凝土砌块作为框架填充墙厚度 240.00 毫米。建筑外墙全部采用聚氨酯板外墙外保温体系，保温层厚度 40.00 毫米，经计算考虑热桥后墙体平均传热系数为 0.41w/?O?k，不超出限值。

（二）居住建筑节能设计

屋面均采用发泡聚氨脂板，保温厚度按各单体计算数据确定。屋面采用 45.00 毫米厚硬质发泡聚氨酯保温，上人屋面传热系数 0.52 满足限值要求。undefined

（三）公用工程节能设计

室内照明采用节能灯具；路灯照明采用以太阳能为能源的灯具 LM-TL005 型；因居住建筑、公共建筑均具有间断使用的特点，各类房间对湿度和温度要求不同，故空调系统各使用单元均设置手动或自动调节装置以节能降耗。热水安装和使用太阳能等可再生能源，利用系统管线在屋顶设计放置太阳能热水器的位置。

（四）节能措施

根据实际经营负荷，对项目用电进行功率因数补偿，大功率电机采用末端功率因数补偿装置，以提高系统功率因数减少无功损耗；变配电室尽量考虑合理组合，使变压器在经济状态下运行，减少损耗提高效率。项目承办单位在设备比选阶段，将单位产品耗电量作为主要技术参数之一进行

比较，在满足生产工艺要求的前提下，选用电功率较小的高效节能型先进设备，使之具有高效的运转率，在科学的管理和调配使用中，使生产设备充分体现高效、节能的特性。

制定合理的用水定额，调整供水政策，在项目承办单位内部进行用水商品化管理，首先必须有科学的用水定额，只有确定了符合实际的、先进的用水定额并进行严格的考核，才能将用水成本体现到工序能耗上，才能促进有限的水资源发挥积极效能。要根据使用水质的不同要求，做到“循环用水、一水多用”，根据不同工序、不同冷却水温循环使用冷却水；生产及生活系统排出的污水，通过废水净化装置处理后回收再利用，采用废水作次要的用途：清洗楼梯、地板、仓库及装卸场地等，从而做到节约新鲜水的目的。

合理选用供配电线路，选用高效节能型灯具；供配电系统要配置谐波、滤波及静态无功补偿装置，提高功率因数降低电能的消耗。设计中尽可能地提高设备的利用率，一则能够减少设备的数量，从而减少设备的占地面

积和相应的辅助设施，二则可以减少设备的投资。设置循环水系统，充分利用生产用水，尽量循环使用可用水资源，减少水资源的浪费达到节约用水的目的；采取“分质用水、一水多用、中水回用”措施，减少取水量和废水排放量，提高水的重复利用率，推广废水资源化和“零排放”技术。

项目位于某某工业园，项目建成后年消耗能源总量折合标煤 122.96 吨，节能量折合标煤 40.99 吨，节能率 21.77%。

节能分析一览表

序号项目单位指标备注 1

总能耗

吨标准煤

122.96

1.1

—年用电量

千瓦时

986644.12

1.2

—年用电量

吨标准煤

121.26

1.3

—年用水量

立方米

19861.83

1.4

—年用水量

吨标准煤

1.70

年节能量

吨标准煤

40.99

节能率

21.77%

第五章

建设用地、征地拆迁及移民安置

一、项目选址及用地方案

（一）项目选址原则

项目选址应符合城乡建设总体规划和项目占地使用规划的要求，同时具备便捷的陆路交通和方便的施工场址，并且与大气污染防治、水资源和自然生态资源保护相一致。投资项目对其生产工艺流程、设施布置等都有较为严格的标准化要求，为了更好地发挥其经济效益并综合考虑环境等多方面的因素，根据项目选址的一般原则和项目建设地的实际情况，该项目选址应遵循以下基本原则的要求。节约土地资源，充分利用空闲地、非耕地或荒地，尽可能不占良田或少占耕地；应充分利用天然地形，选择土地综合利用率高、征地费用少的场址。

（二）项目选址

该项目选址位于某某工业园通过几年发展，我市装备制造业规模不断扩大、产品种类逐步增多、产品档次不断提升，初步形成了以乘用车、重型汽车、专用车及零部件为主的汽车制造，以煤炭综采设备为主的煤矿及矿用设备制造，以风机整机组装及叶片、塔筒等零部件制造为主的风力发电设备制造和以压力容器为主的化工设备制造的装备制造产业体系。“十二五”时期，面对经济发展新常态，全市上下坚持科学发展，以转型发展、可持续发展为引领，突出改善民生，强化改革创新驱动，推进法治政府建

设，确保社会和谐稳定，经济社会总体保持了平稳发展。经济发展步入新常态。

（三）建设条件分析

（四）用地控制指标

（五）用地总体要求

本期工程项目建设规划建筑系数 50.03%，建筑容积率 1.45，建设区域绿化覆盖率 7.91%，固定资产投资强度 171.83 万元/亩。

（六）节约用地措施

采用大跨度连跨厂房，方便生产设备的布置，提高厂房面积的利用率，有利于节约土地资源；原料及辅助材料仓库采用简易货架，提高了库房的面积和空间利用率，从而有效地节约土地资源。土地既是人类赖以生存的物质基础，也是社会经济可持续发展必不可少的条件，因此，项目承办单位在利用土地资源时，严格执行国家有关行业规定的用地指标，根据建设内容、规模和建设方案，按照国家有关节约土地资源要求，合理利用土地。

（七）总图布置方案1、平面布置总体设计原则

2、主要工程布置设计要求

场区道路布置满足安装、检修、运输和消防的要求，使货物运输顺畅，合理分散物流和人流，尽量避免或减少交叉，使主要人流、物流路线短捷、运输安全。道路设计注重道路之间的贯通，同时，场区道路应尽可能与主要建筑物平行布置。3、绿化设计

场区绿化设计要达到“营造严谨开放的交流环境，催人奋进的工作环境，舒适宜人的休闲环境，和谐统一的生态环境”之目的。投资项目绿化的重点是场区周边、办公区及主要道路两侧的空地，美化的重点是办公区，场区周边以高大乔木为主，办公区以绿色草坪、花坛为主，道路两侧以观赏树木、绿篱、草坪为主，适当结合花坛和垂直绿化，起到环境保护与美观的作用，创造一个“环境优美、统一协调”的建筑空间。4、辅助工程设计

（1）投资项目用水由项目建设地给水管网统一供给，规划在场区内建设完善的给水管网，接入场区外部现有给水管网，即可保证项目的正常用水。

（2）项目建设区域位于项目建设地，场区水源为市政自来水管网，水源充裕水质良好，符合国家卫生要求，场区给水系统采用生产、生活、消防合一给水系统。投资项目生产给水的对象主要是各类清洗设备，其余辅助设备、空压机及厂房内水冷制冷机组等均采取冷却循环用水。

（3）项目承办单位采用高压计度方式结算电费，低压回路装有电度表，便于各车间成本核算；在 10KV 电源进线处设置电能总计量；每路 10KV 出线柜均装设有功电度表和无功电度表。

（4）场外运输主要为原材料的供给以及产品的外运；产品的远距离运输由汽车或铁路运输解决，项目建设地社会运输力量充足，可满足投资项目场外远距离运输的需求。项目建设规划区内部和外部运输做到物料流向合理，场内部和外部运输、接卸、贮存形成完整的、连续的工作系统，尽量使场内、外的运输与车间内部运输密切结合统一考虑。短距离的运输任务将利用社会运力解决，基本可以满足各类运输需求，因此，投资项目不考虑增加汽车运输设备。

（5）主体工程采用机械通风方式进行通风换气；送风系统利用空气处理机组，空气处理机组置于车间平台上，室外空气经初、中效过滤后经风

机及通风管道送至车间各生产区，排风系统可采用屋顶风机和局部机械排风系统，车间换气次数为 5.00 次/小时。

（八）选址综合评价

二、征地拆迁及移民安置

该项目用地属为建设用地，无拆迁情况，不存在移民安置问题。

第六章

环境和生态影响分析

一、环境和生态现状

二、生态环境影响分析

1、投资项目设计严格执行国家和地方环境保护部门制定各项标准、规范和要求，贯彻“以防为主，防治结合”的原则，对生产的全过程实施污染控制。通过在项目工程规划设计中给予足够的重视并采取专门的治理措施，在项目施工、运营过程中采取行之有效的管理措施，可以防止污染因素所造成环境的影响。投资项目的选址符合当地的区域规划，符合项目承办单位发展规划，如环境保护措施到位，对当地的自然环境、生态环境将控制在国家许可的标准范围内。

2、针对“十三五”基础制造工艺绿色发展目标，围绕轻量化、清洁化、精密化、短流程化、循环化等重点方向，加大重点绿色基础制造工艺的研发、应用和推广力度。

3、在生产工艺流程的选择、功能区规划及设备布置上，充分考虑能源的合理利用、减少能源的消耗和原材料的二次倒运，使生产区域尽量集中，避免因分散以增加运输能源消费。主体工程布置尽量靠近动力中心，以减少管路和动力线路的能量损失。选用低损高效节能变压器降低能耗；采用节能型光源及混合照明，充分利用自然光，以减少电能的消耗。

4、环境保护措施设计与环境影响分析应以项目的《环境影响评价报告书》为最终依据，xxx 集团将尽快委托有相应资质的单位开展“环境影响评价”工作。

三、生态环境保护措施

（一）建设期大气环境影响防治对策

对建设期烹饪油烟治理措施：项目建设期间建筑队伍生活炉灶排放的油烟，根据厨房灶头风量选择安装合适的油烟净化器，同时使用天然气、液化气等清洁燃料，以减轻对周围大气环境造成的影响；建设期烹饪油烟废气排放量较少，且为间歇排放，因此，对环境空气质量影响较小；如果有条件，建议施工单位组织员工就餐由外购解决。通过采取以上措施，投资项目在建设期间对项目区域大气环境影响较小。对施工场地、施工道路应适时洒水、清扫，在施工场地每天洒水抑尘作业四至五次，可使扬尘造成的 TSP 污染距离减小到 30.00 米以内范围。

（二）建设期噪声环境影响防治对策

建筑施工在不同阶段产生的噪声具有各自的噪声特性，土方阶段噪声源主要有挖掘机、推土机、装载机和各种运输车辆，基本为移动式声源，无明显的指向性；基础阶段噪声源主要有各种平地车、移动式空气压缩机和风镐等，基本属于固定声源；结构阶段是建筑施工中周期最长的阶段，使用设备较多，是噪声重点控制阶段，主要噪声源包括各种运输设备、振捣棒、吊车等，多属于撞击噪声，但声源数量较少。

（三）建设期水环境影响防治对策

施工废水：建设期废水污染源主要有施工区域地面清洗和施工机械、建材冲洗产生的废水；各种施工机械设备运转的冷却水及洗涤用水和施工现场清洗石料等建材的洗涤、混凝土养护、设备水压试验等产生的废水，含有一定量的油污和泥砂，主要污染物为 SS。

（四）建设期固体废弃物环境影响防治对策

项目建设期间将有一定数量的废弃建筑材料，如：砂石、石灰、混凝土、废砖、弃土、土石方、废弃的包装材料等；处置不当将会对周围环境产生影响；根据调查资料分析，投资项目挖填土方量基本能够达到土方平衡，没有取土场和弃土堆。

（五）建设期生态环境保护措施

水土流失与建设场址的土壤母质、降雨、地形、植被覆盖等因素密切相关，场地开挖与平整期间由于清除了部分现有地表植被，降低了建设区域绿化覆盖率，在瞬时降雨强度较大的情况下，容易形成水土流失现象；因此，建设期应加强管理，并采取一定的防护措施。水土流失与建设场址的土壤母质、降雨、地形、植被覆盖等因素密切相关，场地开挖与平整期间由于清除了部分现有地表植被，降低了建设区域绿化覆盖率，在瞬时降雨强度较大的情况下，容易形成水土流失现象；因此，建设期应加强管理，并采取一定的防护措施。

（六）运营期废水影响分析及防治对策

为了充分利用各种水质的水，提高水的重复利用率，投资项目运营期的废水治理及利用以“清污分流”、“梯级利用”的原则进行设计。将不同水质的水分开设置，而且，场区排水系统划分为生产排水、生活排水、清净下水和事故水等管道排放系统。

（七）运营期废气影响分析及防治对策

投资项目在粉料混合过程中会产生少量的粉尘，排气量为 160.00?/h，通过采取全封闭措施同时利用配套的集尘回收装置收集并经布袋除尘处理后，布袋除尘去除率达到 99.21%，然后经高空排气筒排放，排放的空气符合《环境空气质量标准》（GB3095）要求。集气系统和强力排风（换气）系统均采用国家规范设计产品，安装集气罩及排风管道，强力排风换气可使主体工程换气次数达到 35.00 次/小时以上，从而保持车间内空气清新。机械加工的磨床、砂轮机及清理机等设备工作时将产生金属粉尘，通过设备自带的除尘装置进行粉尘过滤后经排气筒引至室外排放；机械加工所用车、钻、铣床工作时产生烟尘，采用排风罩收集产生的粉尘，然后通过除尘排风系统过滤后引至室外排放。

（八）运营期噪声影响分析及防治对策

在设备安装过程中，提高噪声设备的安装精确度，做好平衡调试，安装时采用减震、隔振措施，在设备和基础之间加装隔振元件（如减震器、橡胶隔振垫等），增加惰性块（钢筋混凝土基础）的重量以增加其稳定性，从而有效地降低振动的强度；对设备基础安装减振垫减少噪声的传递。

（九）废弃物处理

项目承办单位对危险废弃物全过程管理优先原则是：推行源头避免废物产生的减量化原则；首先应采用减量化技术，推行无废、低废清洁工艺。强调废物的重复使用和循环再生，能量回收；在废物产生后应采用资源化技术，大力开展综合利用和废物交换。采用合理处置废物，无害化处理处置技术，最终强化对危险废弃物污染的控制。项目承办单位危险废弃物的管理是应用法律、行政、经济、技术手段解决危险废弃物对环境的负面影响，实施对危险废弃物的全过程管理，即对危险废弃物的避免和减量，产生后的收集、运输、贮存、循环、利用、无害化处理以及最终无害化处置的管理，其优先序列为废物最小量化、废物的回收利用、废物的环境无害化处置。源头管理首先要求项目承办单位使用清洁生产原料、工艺和产品，禁止物耗能耗大、污染严重的工艺和设备进入项目建设区域，生产设计过程中要改进工艺，降低废物毒性，有利于减少最终处置的废物量。项目承办单位环境管理部门要通过环境审计制度正确引导废物产生者的行为，对废物产生量和产生环节、企业削减和循环利用废物的能力做出评估，提出防治对策，促进危险废弃物的最小量化管理。

四、地质灾害影响分析

该项目无诱发地质灾害因素。

五、特殊环境影响

加强绿化建设；根据建设区域不同的生态绿化功能，对生态绿化进行合理配置，改变林相单一现状，构建安全、稳定的植物群落，并为其他生物提供良好的栖息环境；以大型乔木为主，适当考虑林下灌层的发育，构筑“多廊多点多面，点、线、面结合”的绿化体系。

第七章

经济影响分析

一、经济费用效益或费用效果分析

（一）固定资产投资估算

本期项目的固定资产投资 11758.33(万元）。

固定资产投资估算表

序号

项目

单位

建筑工程费

设备购置及安装费

其它费用

合计

占总投资比例

项目建设投资

万元

5542.86

4189.71

171.83

11758.33

1.1

工程费用

万元

5542.86

4189.71

16124.93

1.1.1

建筑工程费用

万元

5542.86

35.99%

1.1.2

设备购置及安装费

万元

4189.71

27.20%

1.2

工程建设其他费用

万元

2025.76

13.15%

1.2.1

无形资产

万元

995.33

1.3

预备费

万元

1030.43

1.3.1

基本预备费

万元

504.31

1.3.2

涨价预备费

万元

526.12

建设期利息

万元

固定资产投资现值

万元

11758.33

（二）流动资金投资估算

预计达产年需用流动资金 3643.03 万元。

流动资金投资估算表

序号

项目

单位

达产年指标

第一年

第二年

第三年

第四年

第五年

流动资产

万元

16124.93

9838.70

14648.70

16124.93

1.1

应收账款

万元

4837.48

2902.49

3869.98

4837.48

1.2

存货

万元

7256.22

4353.73

5804.97

7256.22

1.2.1

原辅材料

万元

2176.87

1306.12

1741.49

2176.87

1.2.2

燃料动力

万元

108.84

65.31

87.07

108.84

1.2.3

在产品

万元

3337.86

2002.72

2670.29

3337.86

1.2.4

产成品

万元

1632.65

979.59

1306.12

1632.65

1.3

现金

万元

4031.23

2418.74

3224.99

4031.23

流动负债

万元

12481.90

7489.14

9985.52

12481.90

2.1

应付账款

万元

12481.90

7489.14

9985.52

12481.90

流动资金

万元

3643.03

2185.82

2914.42

3643.03

铺底流动资金

万元

1214.33

728.61

971.47

1214.33

（三）总投资构成分析

1、总投资及其构成分析：项目总投资 15401.36 万元，其中：固定资产投资 11758.33 万元，占项目总投资的 76.35%；流动资金 3643.03 万元，占项目总投资的 23.65%。

2、固定资产投资及其构成分析：本期工程项目固定资产投资包括：建筑工程投资 5542.86 万元，占项目总投资的 35.99%；设备购置费 4189.71万元，占项目总投资的 27.20%；其它投资 2025.76 万元，占项目总投资的13.15%。

3、总投资及其构成估算：总投资=固定资产投资+流动资金。项目总投资=11758.33+3643.03=15401.36（万元）。

总投资构成估算表

序号项目单位指标占建设投资比例占固定投资比例占总投资比例 1

项目总投资

万元

15401.36

130.98%

100.00%

项目建设投资

万元

11758.33

100.00%

76.35%

2.1

工程费用

万元

9732.57

82.77%

63.19%

2.1.1

建筑工程费

万元

5542.86

47.14%

35.99%

2.1.2

设备购置及安装费

万元

4189.71

35.63%

27.20%

2.2

工程建设其他费用

万元

995.33

8.46%

6.46%

2.2.1

无形资产

万元

995.33

8.46%

6.46%

2.3

预备费

万元

1030.43

8.76%

6.69%

2.3.1

基本预备费

万元

504.31

4.29%

3.27%

2.3.2

涨价预备费

万元

526.12

4.47%

3.42%

建设期利息

万元

固定资产投资现值

万元

11758.33

100.00%

76.35%

建设期间费用

万元

流动资金

万元

3643.03

30.98%

23.65%

铺底流动资金

万元

1214.34

10.33%

7.88%

（四）资金筹措

全部自筹。

（五）营业收入估算

该“玄武岩纤维项目”经营期内不考虑通货膨胀因素，只考虑玄武岩纤维行业设备相对价格变化，假设当年玄武岩纤维设备产量等于当年产品销售量。项目达产年预计每年可实现营业收入 26676.00 万元。

（六）达产年增值税估算

达产年应缴增值税=销项税额-进项税额=869.20 万元。

营业收入税金及附加和增值税估算表

序号项目单位第一年第二年第三年第四年第五年 1

营业收入

万元

16005.60

21340.80

26676.00

1.1

玄武岩纤维

万元

16005.60

21340.80

26676.00

现价增加值

万元

5121.79

6829.06

8536.32

增值税

万元

521.52

695.36

869.20

3.1

销项税额

万元

4268.16

玄武岩矿物纤维第3篇

关键词：玄武岩纤维筋；输电线路；铁塔基础设计方法；承载力；刚度；混凝土灌注桩文献标识码：A

中图分类号：TU984 文章编号：1009-2374（2016）19-0142-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.068

玄武岩纤维复合材料（BFRP）具有抗拉强度高、抗腐蚀性能优良、重量轻、耐疲劳、耐高低温等优良特性，因此在沿海地区的输电线路工程中，采用轻质高强、绝缘、耐高低温和耐腐蚀的玄武岩纤维复合筋，进行基础混凝土结构的配筋，有望有效提高沿海地区输电线路基础结构的耐腐蚀性，延长使用寿命。

本文依托江苏省电力公司2014年科技项目《玄武岩纤维在输电塔基础中应用研究》，对玄武岩纤维筋应用于铁塔基础中采用的设计方法进行研究。

1 设计原则

由于BFRP良好的抗腐蚀性能，长期耐久性有保证，因此BFRP筋混凝土灌注桩可用在环境恶劣的沿海或者强腐蚀地区，但在设计使用过程中必须采取一定的设计方法和设计原则。一般BFRP筋混凝土灌注桩基础设计可采用等强度（面积）设计或等刚度设计原则。

等强度（面积）设计原则就是使BFRP筋与钢筋具有相同的设计应力和使用应力，通常做法是用相同截面积的BFRP筋代替钢筋，可用在对竖向承载力和裂缝控制要求不高，并且不是水平荷载和水平位移控制的桩基中，其刚度较低，在桩身开裂之前与钢筋混凝土桩具有相同的刚度，其水平位移与稳定控制良好，开裂之后刚度下降较钢筋混凝土桩要快，在相同水平荷载下水平位移是同等钢筋混凝土桩的3～4倍。

等刚度设计可用在对承载力较高且由水平荷载或水平位移控制的桩基中，其刚度、竖向承载力、水平承载力和水平位移、裂缝控制等，无论是桩身开裂前或开裂后都等同或强于钢筋混凝土桩，是一种保守的设计方法。

2 单桩承载力标准值

第一，一级杆塔桩基，有条件时应采用现场静载荷试验，并结合静力触探、标准贯入等原位测试方法综合确定；二级杆塔桩基应根据静力触探、标准贯入、经验参数等估算，并参照地质条件相同的试桩资料，综合确定。当缺乏可参照的试桩资料或地质条件复杂时，应由现场静载荷试验确定；对三级杆塔桩基，如无原位测试资料时，可利用承载力经验参数估算。

第二，采用现场静载荷试验确定单桩下压极限承载力标准值时，在同一条件下的试桩数量不宜小于总桩数的1%，且不应小于3根，工程总桩数在50根以内时不应小于2根。试验及单桩下压极限承载力取值按JGJ 94-2008附录C方法进行。

4 玄武岩筋灌注桩施工构造要求

4.1 玄武岩筋锚固

根据《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》（GB 50608-2010），BFRP筋最小锚固长度不应小于35d，当锚固长度不足时，应采用可靠的机械锚固措施。玄武岩纤维筋在节点处的锚固，可采用以下两种方式：一是采用订制弯折筋搭接锚固的方法；二是直线筋在端部直接采用螺帽形成扩大端的锚固方式，两者都很有效地实现梁柱锚固。

4.2 玄武岩筋搭接连接

图2是玄武岩筋常见的两种搭接方式，需保证35d的搭接长度，以保证力的有效传递，搭接处可以用铁丝、塑料扎带或玄武岩纤维原丝浸透环氧树脂后残绕再涂抹环氧树脂密封。

4.3 玄武岩箍筋

玄武岩筋易加工成形，可以在工厂做成各种形状，一般桩基中需要的螺旋箍筋和方形箍筋需在工厂定制

加工。

5 结语

采用BFRP筋等面积设计时需考虑单桩竖向承载力和水平承载力的降低，特别要注意水平承载力和水平位移，因为等面积时桩身刚度比混凝土桩低，其水平位移易超限，按刚度折算的话在相同水平荷载下BFRP筋混凝土桩水平侧移是钢筋混凝土桩的3～4倍。

采用等刚度设计时，竖向承载力和水平承载力都与钢筋混凝土桩类似，裂缝控制要更强，但需考虑刚度变大时，BFRP筋变密集或直径变大在施工时可能出现的

问题。

参考文献

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作者简介：史先杰（1977-），男，江苏丰县人，国网江苏省电力公司经济技术研究院工程师，研究方向：线路设计

管理。

玄武岩纤维材料的应用研究第4篇

1. 混凝土增强材料方面的应用

钢纤维水泥混凝土路面方面的研究在我国已经有了20多年的历史, 但由于目前钢纤维的价格上升迅速, 使其使用的规模和数量极为有限, 因此寻求成本低、补强效果优良的新型材料成为了一种需要。虽然市场纤维品种很多, 但是要求适合水泥与沥青路面高强度、高模量、小延伸率的无机纤维不多, 但都存在一定的问题。碳纤维强度高、弹性模量高、化学性质稳定, 与混凝土粘结良好但是同样的是价格昂贵, 大大限制了其在工业方面的应用;玻璃纤维的在水泥浆中耐碱性差, 使用4-5年后会出现膨胀崩解, 存在安全隐患。经测试玄武岩纤维增强沥青混凝土提高高温稳定性和低温抗裂性的效果可达到80%。

而玄武岩纤维具有的强度高、弹性模量高、断裂延伸率适中、以及抗锈能力和耐酸碱性好的特点, 尤其是与水泥和沥青混凝土良好的粘附性, 越来越引起公路工程技术界的关注和推广。去年交通部颁布的《公路工程玄武岩纤维及其制品》 (JT/T776-2010) 标准, 对玄武岩纤维在公路工程中玄武岩纤维制品的定义、用途、规格、技术指标等做了详细阐述。

2. 建筑修复、加固方面的应用

目前主要的建筑补强主要是要求材料的高强度、高弹性模量, 同时与树脂要有良好的亲和性, 目前应用最多的材料是芳纶纤维和碳纤维, 玄武岩纤维的强度高于芳纶纤维, 与碳纤维相近, 虽然弹性模量低于碳纤维, 但是与树脂的亲和性远远高于二者。

有人将玄武岩纤维和碳纤维用于桥梁墩柱加固, 得出玄武岩纤维丝束的缠绕可以显著提高墩柱的抗剪承载力、延性及耗能能力, 与碳纤维布材的指标相近、甚至超过, 说明玄武岩纤维能有效的提高补强效果和增强材料使用年限。同时玄武岩的价格低于碳纤维和芳纶纤维, 而性能上不逊与两者, 必将是二者的首选替代产品, 也是PRP墩材加固的一种新选择。

石棉纤维有着自身的缺陷和致癌性, 但是由于没有新的原聊替代物, 所以建筑工业中的管材和屋顶材料还是采用它, 随着玄武岩纤维的制备, 人们采用玄武岩纤维代替石棉纤维, 制得的石棉—玄武岩水泥, 在物理性能和耐气候性方面均高于石棉水泥。还有玄武岩-碳化硅增强材料等, 都是玄武岩纤维的引入增强了建筑材料的强度和耐久性。

3. 公路用土工格栅方面的应用

土工格栅是指用沥青处理过的纤维布经烘干成型后铺设在沥青道路罩面层下的加筋材料。土工格栅一般要具备高的抗拉强度和模量, 保证路面受到均匀载荷和应力, 同时还有耐温高低温性能稳定性以及耐酸碱性等。目前主要的土工格栅采用的纤维是涤纶和玻璃纤维但是玻璃纤维脆性大, 既不耐磨, 更不耐折, 在制造使用过程中会很容易由于各种原因使得玻纤受损, 导致格栅性能的下降。涤纶作为化纤有其很大的优势, 拉伸强度和回弹性都较好, 是一种较理想的土工格栅材料, 但是虽然涤纶有一定的耐腐蚀性, 但是其在复杂酸碱环境下很容易变性、破坏、分解、这大大降低了其使用的范围, 同时涤纶是石油冶炼产品的一种, 有限的石油资源, 会很大的制约其发展。而玄武岩纤维的性能均优于前面两者纤维, 而且来源比较广泛, 所以不久将来, 玄武岩土工格栅必将成为土工格栅的主要材料。

4. 其他方面的应用

薛巍通过光谱分析法, 测试了玄武岩辐射热防护能力, 表明即使在光透过能量最高的1270~1500nm和240~350nm波段, 平均透过率也仅为17%与0.4%, 以最高的17%推算, 当1000K的火源, 人体接受的热辐射量只有1.277J/cm2的热流量, 而人体皮肤感觉到热流密度达到2.681.277J/cm2时, 才会有灼痛感。因此可以制作玄武岩纤维的增强耐高温材料。

玄武岩纤维镀铜后的复合材料可以用于防护电磁辐射。玄武岩纤维具有比玻纤高的电绝缘性和对电磁波的透过性, 这些材料可以反射电磁辐射或吸收电磁辐射。如果在建筑物的墙体中增加一层玄武岩纤维布, 则能对各种电磁波产生良好的屏蔽作用。同时可以对辐射热具有防护作用。

结论:

玄武岩纤维混凝土冲击压缩韧性第5篇

混凝土的最大缺陷是抗拉强度低,易开裂,破坏呈脆性,从而严重影响工程的可靠性和耐久性。为此,人们进行了长期的研究,提出了降低脆性的多种方法,其中纤维增强混凝土是解决混凝土脆性的有效方法之一。近年来,纤维增强混凝土在建筑领域已得到了广泛的应用,通过在混凝土中掺加钢纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维、尼龙纤维等可有效提高混凝土的强度及抗裂性能。但现有材料价格昂贵,使其应用受到限制。玄武岩纤维具有性价比高、抗拉强度高、耐腐蚀、耐高温、抗裂性能好等优点,是其它材料的良好替代品[1]。其试验研究具有一定的理论意义和实用价值。在混凝土中掺加乱向短切玄武岩纤维后,其破坏形态及特征、承载力等必将有所改善。利用玄武岩纤维高模量、耐冲击和成本低等优势,可以开发其在降噪、抗振和抗震等耗能领域的应用,更可利用其耐高温、耐碱和滤波等特性,进一步发挥其在防火工程、海岸工程、防磁军事工程等特殊混凝土工程中的应用。

1 韧性评价方法

韧性即为材料在一定荷载下所具有的变形能力,是材料延性和强度的综合。一般从宏观角度讲,韧性可定义为材料或结构从加载到失效为止吸收能量的能力。常用荷载-加载点位移曲线或应力-应变曲线下的面积来度量。韧性不仅与材料强度有关,而且还取决于材料破坏时的变形量。从土木工程应用的角度评价玄武岩纤维混凝土的韧性和确定韧性指标时应考虑的主要因素包括[2]:(1)有明确的物理意义;(2)适用面广,便于工程应用,如对板壳结构及大体积混凝土均适用;(3)能反映纤维掺量、品种、强度及形状等的影响;(4)不受试件尺寸的影响;(5)便于测试,数据再现性强。如何科学地评价纤维增强混凝土的韧性,各国规范采用的方法不尽相同。近十几年来,ACT 544委员会、JCI SFRC委员会、ASTM等组织相继提出不同的纤维韧性评价指标,其中最为广泛接受的是建立于Johnston工作基础上的ASTM C108标准。我国制定的《钢纤维混凝土实验方法标准》所使用钢纤维混凝土韧性评测方法也是建立在ASTM C108标准的理论基础之上。我国学者赵景海[3]基于各种标准选用参数的差异,将现有的钢纤维混凝土韧性评价标准分为以下4类:

能量法:章文纲法、JCI SFRC委员会弯曲韧度法(JSCE—SF4);

强度法:国际材料和结构协会(RILEM)标准、欧盟标准EFNARC、法国标准P 18—409、挪威混凝土协会残余强度法(NBP NO.7);

能量比值法:西班牙标准、ACI 544委员会的弯曲韧度指数法;

特征点法:比利时标准NBNI 315—238、德国标准DBV、荷兰标准CUR 35、美国材料与协会ASTMC1018韧度指数法。

针对玄武岩纤维混凝土的冲击压缩应力-应变曲线特性,本文以应力-应变曲线下的面积作为韧度评价指标。

2 SHPB试验及结果

2.1 SHPB装置原理

冲击压缩试验采用空军工程大学工程学院五系防护工程实验室Φ100 mm分离式霍普金森压杆装置。系统主要包括主体设备、气源和量测设备3大部分,尺寸及试验装置原理如图1所示。

2.2 试验内容及结果

利用Φ100 mm SHPB装置分别对50 MPa强度等级的素混凝土及玄武岩纤维掺量分别为0.1%、0.2%和0.3%的混凝土进行冲击压缩试验,控制在20/S~30/S、50/S~60/S和80/S~100/S的应变率范围内。每次试验得到的应力-应变曲线较光滑无振荡,且重合性很好。试验结果表明,Φ100 mm SHPB装置及上面提出的技术方案是可行的。3个应变率下的应力-应变曲线如图2~图5所示,图中的峰值点表明试样材料已进入损伤破坏阶段,图中的动态曲线是6条试验曲线的平均。

3 增韧效应指标分析

冲击韧性受纤维的韧性和纤维与基体界面粘结强度的影响。对于韧性材料,其应力-应变是非线性关系,应力-应变曲线下面积为使材料变形破坏所做的功,因此它也能够反映材料韧性的大小。为此,对本次试验20/S~30/S、50/S~60/S和80/S~100/S的3个应变率范围下应力-应变曲线,分别在0~0.005、0~0.010、0~0.015、0~0.020应变范围内计算出了应力-应变曲线与应变轴所围面积S0.005、S0.010、S0.015、S0.020(韧性指标[4]),其值见表1~表3。韧性指标随应变变化的曲线见图6~图8,80/S~100/S应变率范围对比见图9。

对照表1~表3数据,由图6~图9可以看出,随着纤维掺量的增加,玄武岩纤维混凝土的韧性指标明显增大。总体看来,在应变范围较小时,素混凝土的韧性指标大于玄武岩纤维混凝土;而应变范围较大时,其提高幅度不如玄武岩纤维混凝土。当玄武岩纤维掺量为0.2%时,韧性指标最大;纤维掺量为0.3%时,由于强度的降低导致韧性指标的降低,产生这一现象的原因是纤维分布不均成团,使骨料间粘结力降低,在高应变率下韧性指标反而比素混凝土低。应变率为20/S~30/S,应变为0~0.005时,素混凝土韧性指标高于BFRC0.1和BFRC0.3,而略低于BFRC0.2;应变在0~0.010时,BFRC0.1、BFRC0.2和BFRC0.3的韧性指标分别比素混凝土提高8.4%、5.4%和15.4%;应变在0~0.015时,从图2~图5中明显可以看出,素混凝土的韧性较低,应变不到0.01已经破坏。应变率为50/S~60/S,应变在0~0.005时,素混凝土韧性指标高于BFRC0.1和BFRC0.3,而略低于BFRC0.2;应变在0~0.010时,BFRC0.1、BFRC0.2和BFRC0.3的韧性指标分别比素混凝土提高了5.9%、19.8%和5.2%;应变在0~0.015时,BFRC0.1、BFRC0.2和BFRC0.3的韧性指标分别比素混凝土提高了2.0%、11.8%和0.9%;应变在0~0.020时,BFRC0.1和BFRC0.2的韧性指标分别比素混凝土提高了2.4%和8.9%。应变率为80/S~100/S时,素混凝土与BFRC0.1和BFRC0.2的韧性指标相近,而BFRC0.3的韧性指标较低。

由图9可以看出,由于素混凝土破坏应变比纤维混凝土小,因此,在0~0.005应变范围内其吸收能量要高于纤维混凝土,随应变范围进一步加大,纤维混凝土的韧性才逐渐得以体现,说明玄武岩纤维的韧性提高主要表现在非稳定破坏阶段。

4 结语

(1)在0~0.020应变范围内,4组玄武岩纤维混凝试样中,玄武岩纤维掺量为0.2%的混凝土韧性最高,尤其在50/S~60/S应变率范围内,比素混凝土韧性指标提高了12.7%;

(2)在0~0.005应变范围内,素混凝土的韧性指标最高;与素混凝土相比,在应变率较低时,3组掺玄武岩纤维的混凝土韧性均有所提高,而在80/S~100/S应变率范围,掺量为0.3%的混凝土韧性最低。

(3)在应变过高或应变率较大时,BFRC0.3的韧性指标都很低,玄武岩纤维最佳体积掺量为0.2%。

参考文献

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[3]赵景海,徐鹏,樊承谋.钢纤维砼韧性及压缩韧性指标的研究[J].建筑结构学报,1991(8):44-50.

玄武岩纤维国内外试验研究进展第6篇

国内外研究者开始积极从事BFRP研究并取得了一定的进展。国内关于BFRP的研究处于起步阶段相对较少。为了更好地了解BFRP力学性能和耐久性能, 便于指导工程实践, 对目前国内外有关研究BFRP的试验结果进展进行综述。

2 国内外BFRP研究进展

2.1 BFRP的耐久性研究

在耐碱性方面, Jongsung Sim[1]通过SEM (扫描电镜) 不间断的拍照观察28天浸入浓度较大碱溶液的FRP材料, 发现BFRP和GFRP表现出了相似的破坏特征失去了强度和体积稳定性, 而CFRP表现良好。而王明超[2]的试验表明BFRP及其复合材料都有很好的耐水及耐碱性能, 玄武岩纤维在碱性介质中煮沸3 h, 其弯曲强度降低, 而弯曲模量几乎保持不变。

Jongsung Sim[1]还根据日本JIS A 1415实验方法进行的如抗紫外线等风化实验, 在实验中暴露4000H, 结果表明CFRP受环境因素影响很小, GFRP和BFRP随时间的增长其强度逐步降低。热稳定性试验中200℃以上CFRP和GFRP强度降低很快, 而BFRP的强度是正常温度的90%。

杨勇新[3]的试验发现当玄武岩纤维布湿热老化时间为1000h时, 发现玄武岩纤维片材和碳纤维片材抗拉强度的稳定性要明显优于玻璃纤维片材和芳纶纤维片材。

2.2 短切玄武岩纤维混凝土性能研究

纤维混凝土是以水泥浆、砂浆或混凝土为基体, 以金属纤维、无机非金属纤维、合成纤维或天然有机纤维为增强材料的复合材料的总称。国内外研究者对短切玄武岩纤维混凝土做了一系列的研究, 得出了很多有利于工程应用的成果。

短切玄武岩纤维强混凝土力学性能的实验研究表明:通过与素混凝土试件的对比, 加入短切玄武岩纤维后的混凝土表现出更好的延性和抗裂性[4,5]。廉杰[4]试验表明加入短切玄武岩纤维能够增强混凝土抗压强度而且增强效果与短切纤维体积掺量、长径比的范围有很大关系。但Dylmar Penteado Dias[5]的试验表明加入1.0%的短切纤维混凝土比普通混凝土抗压和劈拉强度分别降低26.4%和12%, 但梁表现出比普通混凝土梁更高的承载了和断裂韧性, 在破坏前表现出更高的极限承载了和挠度。在冲击荷载作用下的动态力学性能方面, 玄武岩纤维混凝土, 素混凝及相同纤维掺量的碳纤维混凝土的冲击力学性能进行对比分析表明:玄武岩纤维对混凝土的增强、增韧效果总体上优于碳纤维;当纤维掺量为0.1% (体积分数) 时, 玄武岩纤维对混凝土的增强、增韧效果最佳[6]。玄武岩纤维水泥砂浆在最优掺和量下与砂浆结合形态良好, 并且各种力学性能优于聚丙烯纤维水泥砂浆, 研究还发现玄武岩纤维对水泥浆体早期具有显著的增强作用, 但降低了水泥砂浆的28d强度;玄武岩纤维对砂浆的抗弯破坏荷载改善不显著, 但明显增大了相同荷载下试件的挠度[7]。

这说明短切玄武岩纤维的加入会影响混凝土的各方面性能。因此寻求一个最优的体积掺量范围和长径比范围以达到最优的增强效果是具有积极意义的研究方向。

2.3 BFRP布加固性能的研究

用BFRP片材加固板时, 在集中加载时, 对BFRP布加固混凝土双向板进行了试验与对比板相比, BFRP加固板受弯承载力提高幅度虽然小于碳纤维加固板了37%, 基本符合加固规范提出的应超过40%的要求[8]。具有更高的性价比。

万黎黎[9]分别用碳纤维布、玻璃纤维布和BFRP布环形加固钢筋混凝土方形板的情况。BFRP可以起到加固效果, 使板的承载力提高幅度很大, 双层加固比不加固极限荷载提高约40%。

吴栋等[10]对BFRP与碳纤维片材加固混凝土结构的抗弯性能和抗震性能进行了比较研究, 四层BFRP提高梁的承载力为20.54%, 而三层CFRP提高了44.5%, 而且碳纤维比BFRP发挥效用更快, 材料利用率更高。在对三个圆形墩柱进行抗震加固比较研究, 实验用一根未加固墩柱, 一根用4.5层CFRP布加固, 一根用BFRP丝束缠绕1561圈加固, 结果表明BFRP和CFRP都能提高墩柱的抗震性能。

吴刚等[11,13]对BFRP与碳纤维加固混凝土矩形柱的抗震性能的比较研究, 结果表明用4.5层CFRP布加固柱峰值荷载与未加固的柱相比提高22.4%, 位移延性系数提高163%, 而BFRP丝束缠绕1561圈加固比之前分别提高23.2%, 176%, 从经济性比较或者仅为前者造价的19%。

3 结论

随着玄武岩纤维生产技术的提高及对玄武岩纤维产品性能的研究, 这种材料将成为当代高技术纤维研究及应用的新热点, 拥有广阔的市场应用前景。

摘要：玄武岩纤维相对于其他纤维, 在许多方面都具有更优越的特性, 介绍了玄武岩纤维的性能, 国内外玄武岩纤维生产发展以及国内外玄武岩纤维研究发展。

玄武岩纤维增强混凝土断裂能研究第7篇

关键词：三点弯曲,玄武岩纤维,混凝土,断裂能

0 前言

混凝土由于其良好的施工性能和优异的力学性能等,成为当前世界上最大宗的建筑材料。近年来,随着科学技术的不断发展,现代工程界不仅对普通混凝土强度、耐久性及工作性能等方面提出了更高的要求,而且对纤维混凝土及其混凝土增强、阻裂、增韧的独特优势给予了高度关注。玄武岩具有突出的力学性能,耐高温、耐酸碱、吸湿性低,且绝缘性好、绝热隔音性能优异,并具有环保性等优点[1]。目前,广大研究者和工程技术人员对玄武岩纤维的力学性能、抗裂性能和耐久性能进行了广泛研究[2~5]。

断裂能是基于Hillerborg虚拟裂纹模型并考虑混凝土软化特性的断裂参数,是描述混凝土断裂特征的重要参数之一,常用来反映材料的韧性等力学特性。为探讨短切玄武岩纤维对混凝土的增韧性能,本文试验研究了玄武岩纤维增强混凝土的断裂能,以期为其推广应用提供试验依据。

1 试验

1.1 原材料及配合比

原材料:P·C 32.5级水泥,其矿物组成及率值见表1所示;5~25mm连续级配的花岗岩质碎石;中砂,细度模数为2.7;萘系减水剂;玄武岩纤维,单丝直径7~15μm,长度20mm左右,密度2650kg/m3,弹性模量10000~11000kg/mm2,拉伸强度4150~4800MPa。

为了客观反映玄武岩纤维体积率对混凝土断裂性能的影响,制定了C、D、E、F四个系列的配比,每个系列对玄武岩纤维掺量为0、1kg/m3、3kg/m3和6kg/m3的混凝土试件进行了测试,并对每一种玄武岩纤维掺量下的混凝土断裂能进行了对比,以消除基体混凝土变异对试验结果的影响,混凝土配合比如表2所示。

1.2 试验方法

混凝土搅拌时先加砂、石,再加入水泥和纤维,干搅30s后,将外加剂混入拌合水中,边搅拌边加入,混凝土整个搅拌时间为3min。成型400mm×100mm×100mm试件,24h后拆模,放入温度为20℃±3℃,相对湿度>90%的标准养护室养护至1年龄期,取出试件按要求进行切口加工。每种情况取2个试块按下列三点弯曲试验方法测试断裂能,并取平均值。

kg/m3

采用玄武岩纤维混凝土三点弯曲梁试件测试混凝土断裂能[6],混凝土试件的具体要求见图1。

图1中,t与h为界面宽度和截面高度,a0为试件切割缝深度,缝高比a0/h为0.3。S=360mm为支座间距,P为跨中上部承受的外荷载。

1.3 三点弯曲试验与计算方法

成型100mm×100mm×400mm试件,并标准养护1年。试验前两天将试块从养护室取出并晾干,测定试件的长度L1,在试件中间切割出深度约为30mm的纵向裂缝(精确至1mm),从而求得断裂韧带面积A=a(b-h),其中a和b分别为试件的厚度和高度(本试验均为100mm),h为试件切割高度,A即断裂区在垂直于梁轴平面上的投影面积。称量试件,求出重量W0,精确至1N。用日本产电子拉伸机采用三点弯曲测试混凝土的荷载-变形曲线。加载前测定支座间距S,加载时加载速率设定为0.2mm/min。根据试验曲线,得出能量E与试件破坏时的变形δ。由G=(E+Wδ)/A求得混凝土的断裂能,其中,G为断裂能,N·m;δ为试件变形量,mm;W=(S/L1)×W0;A为试件断裂面积。

2 试验结果及分析

2.1 纤维混凝土的荷载-变形曲线

对C、D、E、F四种不同系列的玄武岩纤维增强混凝土进行三点弯曲试验,荷载-位移曲线见图2。

由图2可知,各系列混凝土中纤维掺量不同,其最大变形量、最大弯曲荷载也发生相应的改变。但从总体上可以看出如下两点:(1)混凝土强度等级越小,纤维对增加混凝土变形量和强度增加越不明显;(2)混凝土强度等级提高后,纤维有效地提高了混凝土的变形能力。

2.2 纤维混凝土断裂能

根据玄武岩纤维增强混凝土的荷载-变形曲线,拟合计算获得混凝土断裂能,其结果见图3。

由图3可见,玄武岩纤维对C系列混凝土的断裂能增加效果不太明显,但当纤维掺量达到6kg/m3时,其断裂能提高了近50%。D系列混凝土随着玄武岩纤维掺量的增加,其断裂能总体上成增大趋势;E系列混凝土随着玄武岩纤维掺量的增加先减小后增大,当纤维掺量为3kg/m3时,其断裂能达到最大值;F系列混凝土随着纤维掺量的增加成增大趋势,只是其增长的速度不同。综合以上试验结果可得出如下结论:玄武岩纤维对不同系列的混凝土的断裂能影响各不相同,但都是随着玄武岩纤维掺量的增加而呈增长趋势,且增长是非线性的。

2.3 纤维混凝土的断裂能

用三点弯曲法计算断裂能,实际上忽略了试件断裂面以外混凝土吸收的能量以及试件支座、外荷载作用压头的弹性变形所吸收的能量。计算时,仅考虑作用在试件上的外荷载做的功,即试件的荷载-挠度曲线下的面积支座间试件重力做的功,而没有考虑与试验机不连但一直作用在试件上的加荷附件所做的功。同时,该方法求得的断裂能有明显的尺寸效应,所得的参数只能在相同尺寸情况下进行比较。为了消除基体混凝土强度变异的影响,在浇筑玄武岩纤维混凝土的同时浇筑纤维掺量为0的素混凝土试件作为对比试件。在分析中,用玄武岩纤维混凝土断裂能与同配比的素混凝土相应值的断裂能比值称为断裂能增益比,增益比反映了纤维对混凝土的影响。不同掺量玄武岩纤维混凝土的断裂能增益比如表3所示。

由表3可以看出,玄武岩纤维对不同系列的混凝土影响程度不同,而对同一系列的混凝土,随着纤维掺量的增加增益比的变化也不同,但总的来说增益比一般都大于1。显然,玄武岩纤维对混凝土的断裂能有增大趋势,但是非线性的。

3 结论

(1)玄武岩纤维掺量不同,混凝土最大变形量、最大弯曲荷载也发生相应的改变,同一掺量对不同系列的混凝土影响程度不同,同时,同一系列不同纤维掺量对其影响也是非线性的。

(2)随着玄武岩纤维掺量的增加,混凝土断裂能增益比均大于1,混凝土断裂能呈非线性增长。

参考文献

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玄武岩纤维在输电线路中的应用探讨第8篇

关键词：玄武岩纤维,输电线路,复合芯导线

0 引言

玄武岩纤维是一种应用广泛的人造无机纤维,其结构及性能类似于玻璃纤维,但在机械强度、耐高温、耐水汽、耐腐蚀性和绝热隔音等方面都优于玻璃纤维,在空气和水中不会释放有毒物质,阻燃性能和力学性能好,降解后即成为土壤的母质,因此玄武岩纤维成为当前应用研究的热点[1]。

电力工业,尤其是电网建设对于材料的性能要求高,新型材料的使用不仅可增强电网的物理坚强度,保证供电可靠性,而且在增加输电效率、降低输电损耗、与环境和谐共生方面也有重要意义。玄武岩纤维作为一种新兴的很有发展前景的绿色材料,在电网建设中将大有可为。

1 杆塔基础中的应用

钢筋增强混凝土是输电线路尤其是超特高压输电线路杆塔基础的主要材料。钢筋长期在水泥中易产生锈蚀造成基础结构的破坏,国外于20世纪90年代开始用玻璃纤维增强筋来替代钢筋,研究表明玻璃纤维的拉伸强度高于钢筋,受水泥的侵蚀低于钢筋,尤其是对于直接暴露在易遭受海水、海风影响的沿海地区的建筑、桥梁、公路、停车场,更能体现出玻璃纤维增强筋的优越特性。玄武岩纤维的抗碱性能优于玻璃纤维,拉伸强度也更高,可提高混凝土制品的使用寿命,因此在水泥基复合材料中将有广阔的应用前景。

相对于传统钢筋混凝土基础,玄武岩纤维增强型杆塔基础具有以下优点:

(1)抗腐蚀性强,特别适合于沿海、西北等高盐碱地区。

(2)力学性能强,适用于恶劣的地质条件,保证杆塔基础的不倾覆、不下沉和不上拔。

(3)更环保、节能,避免了二次污染,利于建设绿色电网。

2 带电作业绝缘服

因玄武岩纤维具有绝缘性、阻燃性、耐高温性、绝热性好,无有毒气体排出等性能,故适合于制作10kV及以下电压等级的电力系统带电作业绝缘服。考虑到玄武岩纤维密度大、透气性差,因此可与其它纤维混纺,从而提高绝缘服的舒适性。另外,用玄武岩纤维制作的消防防火服,不仅具有一般防火服的耐高温和绝热性,其优异的绝缘性还有利于接近带电设备进行灭火。

3 新型复合芯导线中的应用

对于220kV及以下电压等级的高压配电线路,制约线路传输容量的主要是热稳极限,即导线的允许温升。对于传统钢芯铝绞线(ACSR),我国规程规定最高允许运行温度为70℃,这是考虑钢芯铝绞线的“再结晶退火效应”和导线热膨胀弧垂允许而制定的最高允许极限。ACSS(殷钢芯铝合金导线)相对ACSR(钢芯铝绞线)在传输容量上取得了进步,然而含锆的铝合金导线电阻率高,电阻率随温度非线性递增,相对传统导线损耗增加明显,且金属作为线芯,增加了磁滞损耗,殷钢芯易与铝材发生电化学腐蚀。

用碳纤维与玄武岩纤维制成线芯,全退火软铝作为导体制成的碳纤维复合芯软铝导线具有以下特点:

(1)强度高。普通钢丝的抗拉强度为1 240MPa,高强钢丝的抗拉强度为1 410MPa,而复合芯导线的碳纤维和玄武岩纤维混合芯棒的抗拉强度可超过2 200MPa。

(2)质量轻。复合芯材料的密度大约为钢的1/4,以档距500m为计,可减少杆塔垂直负载约750kg,从而节约塔材,减少投资。

(3)损耗小。因不存在钢芯的涡流磁损,减少了输电线路自身的损耗,故降低了运行成本。

(4)膨胀系数和弧垂小。温度迁移点以上,复合芯导线的膨胀系数约为传统导线的1/10;高温下,复合芯导线的弧垂小于钢芯铝绞线弧垂的1/10。

综上所述,将传统导线更换为复合芯导线后,在不更换杆塔、不新增输电走廊的情况下,可大幅提高既有走廊的输电能力。

4 结束语

玄武岩纤维在电力系统中的应用目前还停留在理论探讨和课题初研阶段,但随着技术的发展,以玄武岩纤维为代表的新型材料将在电力系统中得到广泛应用。本文从玄武岩纤维特点出发,探讨了其在电力系统尤其是在输电线路中的应用。

参考文献

[1]齐风杰,李锦文,李传校,等.连续玄武岩纤维研究综述[J].高科技纤维与应用,2006,31(2):42-46

[2]陈阳,王岚,李振伟.玄武岩纤维性能及应用[J].新型建筑材料,2000(8):29

[3]胡显奇,申屠年.连续玄武岩纤维在军工及民用领域的应用[J].高科技纤维与应用,2005,30(6):7-13

[4]甘兴忠.碳纤维复合芯软铝绞线等扩容量导线的性能及应用[J].电线电缆,2007,15(5):36-41

玄武岩矿物纤维第9篇

1 FRP加固法

混凝土结构常用加固方法主要有:加大截面加固法,外包钢加固法,外部粘钢加固法,粘贴纤维增强材料加固法,预应力加固法,增设支点加固法。相关技术包括托换技术、植筋技术、裂缝处理技术、结构表面处理技术4大类。粘贴FRP加固法有以下优点:1)FRP有更好的抗腐蚀性能;2)FRP有较高的比强度、比刚度;3)FRP有较好的抗疲劳性能;4)施工过程和加固后相关费用少;5)质量较轻,使用较少的劳动力,便于施工安装,工作效率较高;6)可设计性和工艺性好;7)施工现场相关的障碍物几乎无须拆除。由于其优点多,效果明显,在日美韩欧洲等国家和地区得到了大量的推广,目前在加固修补技术领域已成为最广泛使用的一项技术,并已完全产业化[3,4]。目前,国内外应用于建筑结构加固的纤维增强复合材料主要有碳纤维增强复合材料(CFRP)、玻璃纤维增强复合材料(GFRP)和芳纶纤维增强复合材料(AFRP)。这些纤维增强复合材料的抗拉强度是普通钢材的8倍～10倍,密度约为钢材的1/5,而且弹性模量与钢材处于同一个水平甚至可以达到钢材的2倍。碳纤维增强复合材料(CFRP)又以较高的抗拉强度和弹性模量而在三种主要纤维增强复合材料中应用最为普遍,而且其加固技术最为成熟[4,5]。

2 玄武岩纤维

连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fibre,简称CBF或BF),是一种无机纤维材料,是火山爆发形成的一种玻璃态的玄武岩矿石,经高温熔融后快速拉制而成的纤维,其外观为深棕色,色泽与碳纤维十分相似。玄武岩矿石本身就是一种玻璃态矿石,完全可以用这种单一的玄武岩矿石熔融后拉丝而成纤维,成纤后其他化学组分不变[7]。20世纪90年代中期,南京玻璃纤维研究设计院最早在中国开始CBF的研究,专注于适合充当隔热材料的超细玄武岩纤维,主要用于战斗机的发动机外壳等军工用途,但目前仍然停留在实验室阶段。2002年11月我国将“CBF及其复合材料”批准列为国家863计划(2002AA334110);2003年该863计划成果与浙江民营企业对接成立了横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司。该公司经过1年多的研究试验,克服了氧化还原不好等技术难题,现已掌握了CBF生产所有工艺技术。2004年开始在上海实现产业化,目前技术已经达到国内领先水平,部分技术达到国际先进水平和领先水平[7]。

3 玄武岩纤维复合材料的优势

1)玄武岩纤维成本较低[9]。

玄武岩是一种火山喷出岩,是地球上贮藏量最大,分布面非常广的矿产。我国火山和火山岩分布广泛,按照地理位置,可划分为两大区域:a.沿我国东部大陆边缘,形成数以百计的火山群和火山锥,成为环太平洋火山链的一部分;b.位于青藏高原及周边地区的火山群。玄武岩矿大多裸露易于开采,矿石的价格非常低廉,尤其是在国际市场碳纤维极度短缺、价格昂贵而且国内碳纤维全部依赖进口。

2)优异的耐温和耐湿热老化性能。

CBF的使用温度范围为:-269℃～700℃(软化点为960℃),而玻璃纤维为-60℃～450℃。CBF在400℃下工作时,其断后强度能够保持85%;在600℃下工作时,其断后强度仍能够保持80%的原始强度;如果CBF预先在780℃～820℃下进行处理,还能在860℃下工作而不会出现收缩,即使耐温性优良的矿棉此时也只能保持50%～60%的强度,玻璃棉则完全破坏。碳纤维的抗氧化性较差,在300℃时有CO和CO2产生;纤维芳纶最高使用温度也只有250℃。

3)较高的抗拉强度。

加拿大Albarrie公司研制出的CBF的抗拉强度达到4 800 MPa,比大丝束碳纤维、芳纶、PBI纤维、钢纤维、硼纤维、氧化铝纤维都要高,与S玻璃纤维相当。乌克兰的玄武岩纤维公司生产的CBF的抗拉强度为3 000 MPa～3 500 MPa。国内试验表明,目前国产BFRP片材的抗拉强度达到2 300 MPa左右,弹性模量达到105.6 GPa,其力学性能完全可满足工程使用。在提高混凝土结构的抗弯和抗剪性能上,虽在提高加固构件的刚度上无CFRP效果好,但因为其优异的性价比仍然值得推广使用。

4)优异的耐碱性能。

与硅酸盐的天然相容性,且以同属硅酸盐的火山喷出岩为原料制成的CBF,耐酸碱性强。试验发现,CBF在饱和Ca(OH)2溶液以及在水泥等碱性介质中耐久性比玻璃纤维好,能保持高度的稳定性,可代替钢筋用作混凝土建筑结构的增强材料,制作桥梁等大型建筑的结构件。利用CBF较高的抗拉强度和抗剪切强度这一特性,加上CBF具有天性的与水泥、混凝土的亲和力和耐碱性,在建筑增强领域的应用已显示出它独特的优势和发展潜力。

4 结语

玄武岩纤维具有较好的耐高温性能、较高的抗拉强度、优异的延性及耐腐蚀性能。另外,国内玄武岩矿产丰富,其发展也具有很好的政策优势。因此,玄武岩纤维在建筑工程加固领域有较好的应用前景。

摘要：介绍了玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)是一种新型纤维复合材料,它具有较好的延性、耐高温、耐腐蚀性能,从玄武岩纤维的发展、特性等方面对玄武岩纤维的应用进行了阐述,并提出玄武岩纤维在建筑工程领域有较好的应用前景。

关键词：玄武岩纤维,建筑工程,加固

参考文献

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[4]任宜军.连续纤维在房屋建筑结构加固中的研究与应用[J].山西建筑,2006,32(5):66-67.

[5]秦晓芳,赵艳敏.建筑结构加固技术及发展趋势[J].山西建筑,2007,33(11):100-101.

[6]谢尔盖,李中郢.玄武岩连续纤维在建筑结构中的应用前景[J].纤维复合材料,2003(3):17-19.

[7]胡显奇,董国义,鄢宏.玄武岩纤维在建筑和基础设施中的应用[J].工业建筑,2004(S21):79-81.