近年來,全球玄武巖纖維市場規模不斷增長,2021年全球玄武巖纖維市場規模達到2.05億美元,同比上升21.3%。預計到2028年,全球玄武巖纖維市場規模將達到4.32億美元,年均復合增長率為12.6%。
圖 2018-2028年全球玄武巖纖維市場規模
我國是全球最大的玄武巖纖維生產基地,也是玄武巖纖維的重要消費國。2021年,我國玄武巖纖維市場規模達到2.43億元,同比增長32.8%。預計到2028年,我國玄武巖纖維市場規模將達到6.54億元,年均復合增長率為15.9%。
二、玄武巖復合材料的應用
玄武巖纖維已應用于各大領域,主要是由于其優良性能和環保特性。以玄武巖纖維為增強材料的復合材料比玻璃纖維復合材料具有更好的穩定性,并且比碳纖維復合材料成本低,具有較高性價比,在現代工業中具有廣泛的應用前景。
玄武巖纖維具有良好的耐腐蝕性,在混凝土結構中具有廣闊的應用前景。玄武巖纖維主要以短切纖維、平面布、無捻粗紗、復合筋、土工格柵和土工布等形式應用于土木工程根據相關數據顯示,建筑垃圾占我國城市垃圾的 40%以上,其中,廢棄混凝土在建筑垃圾中占60%。為實現建筑行業低碳目標,為保護自然資源并滿足對混凝土日益增長的需求,最大限度地減少環境問題和建筑廢物,促進建筑部門的循環經濟。但再生混凝土在使用過程中存在缺陷,為解決這些問題,國內外學者研究發現玄武巖纖維可以一定程度上減少缺陷的 負面影響,研究表明,玄武巖纖維對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,有機構研究了玄武巖纖維對再生混凝土抗Cl-滲透性能。研究表明玄武巖纖維摻量為 0. 2%,粗骨料質量替代率為 50%時,抗 Cl- 滲透性能改善效果最好,改善效果優于普通混凝土,為再生混凝土的推廣應用提供可借鑒的理論基礎。
玄武巖纖維復合材料以樹脂為基體,以玄武巖纖維為增強材料,具有輕質、高強、耐腐蝕、耐久性強等優良的力學特性,是路橋加固的首選材料。
此外,玄武巖纖維復合材料還擁有較高的蠕變斷裂應力與較低的蠕變率,與預應力技術相結合可進一步提升道路、橋梁等工程的加固效果,能夠有效提升結構的剛度、開裂荷載、屈服荷載、極限荷載,進而提高結構變形能力、抗疲勞能力、耐腐蝕性能,并增強結構的自恢復能力,是打造“交通強國”、“海洋強國”、“百年品質工程”的重要保障。
公路是交通行業的核心之一,為讓公路實現低碳節能目標,目前主要方法之一是瀝青循環利用技術,對廢舊瀝青進行利用,達到節約資源和提高資源利用率,降低公路的建設成本,提高經濟效益和生態效益。再生瀝青混合料在早期易發生開裂等病害,為提高改善其路用性能,2021年,有研究人員發現在再生瀝青混合料中摻入玄武巖纖維后性能優化,試驗結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定性均表現出色,綜合路用性能更優,提升幅度約為10% 10%。針對再生瀝青混合料的回收方法有熱拌再生技,術和溫拌再生技術,目前熱再生技術逐漸成熟,但在拌和過程中伴隨著大量有毒氣體的排放,造成能源消耗,也會污染環境。2022年,有研究人員,采用溫拌再生技術制備玄武巖纖維瀝青混合料,并對馬歇爾試件進行氣體檢測,研究結果表明,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。
汽車尾氣在交通運輸行業中也是脫碳難題,雖提出混動車和新能源車,但目前汽車尾氣問題依舊嚴峻。有學者提出,采用比表面積大、耐熱性好的玄武巖纖維作為載體,通過氣動立體混合技術將催化劑負載在玄武巖纖維孔洞中,增加催化劑負載量和反應時間,研究結果表明對一氧化碳、二氧化碳的凈化效率均大于98%,凈化效果好,減少了汽車尾氣對環境的污染和對人體的危害。
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