建筑工程改造与加固平台

? 详细介绍

这个成果荣获“天津市科技进步奖”！究竟是如何炼成的？

在近期结束的2019年度天津市科学技术奖励大会上，由中国建筑节能协会工程改造与加固分会会员单位卡本复合材料（天津）有限公司、天津工业大学和东方电气（天津）风电叶片工程有限公司共同完成的《碳纤维结构优化与性能调控技术的研发及其产业化》项目荣获2019年度天津市科学技术进步二等奖。

此次研究项目能够取得一定的成果，核心驱动力在于早期研发的持续投入，富有智慧的校企合作以及高水准、有见识的专业人员。独特的洞察力与专业的研发能力带给加固行业，乃至社会新的机会。

一、黑金时代

坚如磐石，韧如发丝。众所周知，碳纤维是一种轻质、高强、高模量和耐高温的的材料。正是这种独具特色的材料，在近二十年来开启了它的“黑金时代”，不仅在国防航天航空高精尖领域具有着战略地位，同时也广泛应用于交通运输、风电、运动设备以及土木等民用领域。

这也引起了全世界对它的广泛研究：仅2010-2017年，全世界共发表相关论文16553篇，申请发明专利26390项，均呈现出逐年稳步上升的态势。与此同时，世界对于碳纤维的需求也在不断提升。

国外相关研发技术已经相对成熟，但针对国内来说其性能方面还有所欠缺，尤其在以碳纤维为主要原材的加固行业，实际施工中会遇到碳纤维加固材料与界面粘贴不牢靠、性能无法达到最佳的情况，最终导致建筑结构安全无法保障。

在这种情况下，卡本与以研究碳纤维力学性能和结构为主的天津工业大学团队在短暂沟通后，决定开展紧密而深度的合作，为保障建筑结构安全而努力。

二、合作的力量

2013年，天津工业大学团队开启了碳纤维结构优化与性能调控技术的研发工作。与工大的合作，将让卡本在实际施工中面临的问题得以缓解。同时卡本也会使项目从理论研究走向实际应用。

但研发工作并非一帆风顺，每一个研发成果的背后，离不开过程中无数次的纠结与试错。

在前人有关碳纤维复合材料的研究中，针对其结构性能改变的研究其实已有很多。质子辐照、电子辐照、超声波、红外线……种种方式得到的结果均让人大失所望。由于材料的复杂性，使得增强材料碳纤维本身、基体材料环氧树脂及二者结合的界面等因素都可能对性能产生影响，这使研究工作的开展增加了难度。

由于影响因素过多，准备大量的样品进行各类对比测试变得极为寻常。在多次试错和思考后，实验证明，γ辐照能够在一定程度上改变碳纤维复合材料的结构，创造性地解决碳纤维结构改性中存在的力学性能与表界面性能此消彼长的矛盾，能够增强碳纤维与树脂界面的浸润性，最终实现碳纤维表界面性能与力学性能的协同改性。对力学性能，特别是拉伸强度、抗疲劳等方面均有明显提升。