近年來(lái),全球玄武巖纖維市場(chǎng)規(guī)模不斷增長(zhǎng),2021年全球玄武巖纖維市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2.05億美元,同比上升21.3%。預(yù)計(jì)到2028年,全球玄武巖纖維市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到4.32億美元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為12.6%。
圖 2018-2028年全球玄武巖纖維市場(chǎng)規(guī)模
我國(guó)是全球最大的玄武巖纖維生產(chǎn)基地,也是玄武巖纖維的重要消費(fèi)國(guó)。2021年,我國(guó)玄武巖纖維市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2.43億元,同比增長(zhǎng)32.8%。預(yù)計(jì)到2028年,我國(guó)玄武巖纖維市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到6.54億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率為15.9%。
二、玄武巖復(fù)合材料的應(yīng)用
玄武巖纖維已應(yīng)用于各大領(lǐng)域,主要是由于其優(yōu)良性能和環(huán)保特性。以玄武巖纖維為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料比玻璃纖維復(fù)合材料具有更好的穩(wěn)定性,并且比碳纖維復(fù)合材料成本低,具有較高性價(jià)比,在現(xiàn)代工業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景。
玄武巖纖維具有良好的耐腐蝕性,在混凝土結(jié)構(gòu)中具有廣闊的應(yīng)用前景。玄武巖纖維主要以短切纖維、平面布、無(wú)捻粗紗、復(fù)合筋、土工格柵和土工布等形式應(yīng)用于土木工程根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,建筑垃圾占我國(guó)城市垃圾的 40%以上,其中,廢棄混凝土在建筑垃圾中占60%。為實(shí)現(xiàn)建筑行業(yè)低碳目標(biāo),為保護(hù)自然資源并滿足對(duì)混凝土日益增長(zhǎng)的需求,最大限度地減少環(huán)境問(wèn)題和建筑廢物,促進(jìn)建筑部門的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。但再生混凝土在使用過(guò)程中存在缺陷,為解決這些問(wèn)題,國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)玄武巖纖維可以一定程度上減少缺陷的 負(fù)面影響,研究表明,玄武巖纖維對(duì)再生混凝土的劈裂拉伸和彎曲承載力分別能提升 40. 17%和 61. 45%。2022 年,有機(jī)構(gòu)研究了玄武巖纖維對(duì)再生混凝土抗Cl-滲透性能。研究表明玄武巖纖維摻量為 0. 2%,粗骨料質(zhì)量替代率為 50%時(shí),抗 Cl- 滲透性能改善效果最好,改善效果優(yōu)于普通混凝土,為再生混凝土的推廣應(yīng)用提供可借鑒的理論基礎(chǔ)。
玄武巖纖維復(fù)合材料以樹(shù)脂為基體,以玄武巖纖維為增強(qiáng)材料,具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、耐久性強(qiáng)等優(yōu)良的力學(xué)特性,是路橋加固的首選材料。
此外,玄武巖纖維復(fù)合材料還擁有較高的蠕變斷裂應(yīng)力與較低的蠕變率,與預(yù)應(yīng)力技術(shù)相結(jié)合可進(jìn)一步提升道路、橋梁等工程的加固效果,能夠有效提升結(jié)構(gòu)的剛度、開(kāi)裂荷載、屈服荷載、極限荷載,進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)變形能力、抗疲勞能力、耐腐蝕性能,并增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的自恢復(fù)能力,是打造“交通強(qiáng)國(guó)”、“海洋強(qiáng)國(guó)”、“百年品質(zhì)工程”的重要保障。
公路是交通行業(yè)的核心之一,為讓公路實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能目標(biāo),目前主要方法之一是瀝青循環(huán)利用技術(shù),對(duì)廢舊瀝青進(jìn)行利用,達(dá)到節(jié)約資源和提高資源利用率,降低公路的建設(shè)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。再生瀝青混合料在早期易發(fā)生開(kāi)裂等病害,為提高改善其路用性能,2021年,有研究人員發(fā)現(xiàn)在再生瀝青混合料中摻入玄武巖纖維后性能優(yōu)化,試驗(yàn)結(jié)果表明再生瀝青摻量可提升至40%,且其低溫抗裂性能和高溫穩(wěn)定性均表現(xiàn)出色,綜合路用性能更優(yōu),提升幅度約為10% 10%。針對(duì)再生瀝青混合料的回收方法有熱拌再生技,術(shù)和溫拌再生技術(shù),目前熱再生技術(shù)逐漸成熟,但在拌和過(guò)程中伴隨著大量有毒氣體的排放,造成能源消耗,也會(huì)污染環(huán)境。2022年,有研究人員,采用溫拌再生技術(shù)制備玄武巖纖維瀝青混合料,并對(duì)馬歇爾試件進(jìn)行氣體檢測(cè),研究結(jié)果表明,降溫幅度為25℃是該玄武巖纖維溫拌再生瀝青混合料的最佳降溫幅度。
汽車尾氣在交通運(yùn)輸行業(yè)中也是脫碳難題,雖提出混動(dòng)車和新能源車,但目前汽車尾氣問(wèn)題依舊嚴(yán)峻。有學(xué)者提出,采用比表面積大、耐熱性好的玄武巖纖維作為載體,通過(guò)氣動(dòng)立體混合技術(shù)將催化劑負(fù)載在玄武巖纖維孔洞中,增加催化劑負(fù)載量和反應(yīng)時(shí)間,研究結(jié)果表明對(duì)一氧化碳、二氧化碳的凈化效率均大于98%,凈化效果好,減少了汽車尾氣對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體的危害。
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