近日，由上海石化研发生产的48K大丝束碳纤维筋制成的百米级国产大丝束碳纤维索，成功应用于中建八局长深高速项目气膜结构砂石料场。
这是碳纤维复合材料在气承式膜结构索网系统中的首次应用，也是我国土木工程领域迄今应用的最长碳纤维筋索。
该气膜结构长105m，宽72m，高27m。据分析，原气膜结构在风荷载下的位移较大，为进一步提高台风季节气膜结构的可靠性，本工程在原结构基础上，沿气膜长度方向增设两道碳纤维预应力索，用以增强气膜结构的抗侧刚度。碳纤维索设置于原气膜结构索网外侧，在气膜内部气压作用下主要承受拉力。
该碳纤维索采用上海石化生产的国产48k大丝束碳纤维筋制成，在本项目的成功应用充分展现了碳纤维索独特的技术优势，拓展了碳纤维复合材料在建筑结构领域应用的新场景，其具备轻质高强特性，为未来低能耗、超大跨度气膜结构建设奠定了基础。
48K大丝束碳纤维
2022年10月10日。我国首个万吨级48K大丝束碳纤维工程第一套国产线在中国石化上海石化碳纤维产业基地投料开车，并生产出合格产品。
在碳纤维行业内，通常将每束碳纤维根数大于4.8万根（简称48K）的称为大丝束碳纤维。
该条48K大丝束碳纤维国产线可实现规模化、高品质生产该项目采用中国石化自主开发的PAN （聚丙烯腈）基大丝束原丝、碳纤维技术分两个阶段实施计划于2024年全部建成投产届时共达到2.4万吨/年原丝、1.2万吨/年大丝束碳纤维产能。
48K大丝束碳纤维不仅具有优异的力学性能，强度远远超过钢材，比重却不到钢的四分之一。48K大丝束最大的优势是在相同的生产条件下，不仅可以大幅度提高碳纤维单线产能和质量性能，还可以实现生产低成本化，从而打破碳纤维高昂价格带来的应用局限。
不断扩宽的下游
此前，作为“黑色黄金”的碳纤维应用场景广泛，如风能、太阳能、高铁动车、飞机部件等。
而在国产48K大丝束碳纤维面世的这段时间内，它的潜力不断被挖掘出来。
比如去年年底，采用上海石化48K大丝束碳纤维筋研制的碳纤维吊杆，成功吊起了青岛海口路跨风河大桥，该桥建成后将成为我国首座应用大丝束碳纤维索锚体系的桥梁工程，为土木工程领域的应用打开了新局面。
中国技术打破垄断
长期以来，中国的碳纤维发展主要是在小丝束碳纤维方面实现了突破，但是由于小丝束碳纤维成本高，影响了下游企业应用碳纤维的积极性。
中国石化碳纤维专家、上海石化副总经理黄翔宇介绍，为了让大丝束碳纤维真正拥有“中国技术”，上海石化从装备到工艺，为大丝束量身定制了专用生产线，如根据大丝束的要求自行设计氧化炉、碳化炉，不仅成功掌握了控制温度场的关键核心技术，而且配置了节能型设计可实现能源综合利用，这在国内外装备也是绝无仅有。
碳纤维技术有着森严的技术壁垒，中国石化是国内第一家、全球第四家掌握大丝束碳纤维的企业。
经过十余年努力，我国碳纤维实现了从12K到48K的重大突破，成功实现研发生产技术从量变到质变的飞跃。
截至目前，中国石化已累计拥有碳纤维相关专利251项、碳纤维复合材料专利46项，专利排名国内第一、世界第三。
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