聂红宾　谭平

基金项目：陕西铁路工程职业技术学院教改课题（2018JG-28）陕西铁路工程职业技术学院科研课题（2014-44）。

碳纤维丝19 0 4年被用于电灯泡，爱迪生随后用钨丝代替了碳丝灯泡，1950年，美国联合碳公司（UCC）因碳熔點很高，采用碳化有机纤维的方式来制备碳纤维。这种碳化有机纤维被公认为碳纤维的前驱体。1958年，UCC的碳纤维转化率只有20%，无法实现大规模的商业化生产。1959年，日本大阪国家工业研究所（GIRIO）近藤昭男博士利用纺织物的布头进行试验，找到了一种聚丙烯腈纤维（也就是后来我国近年来广泛研究的PAN基纤维），这也是最早的PAN基碳纤维，转化率可以达到50-60%，奠定了碳纤维产业化的基础，为此，近藤在1977年被授予日本化学会技术开发奖[1]。

中国研究碳纤维起步比较早的，在1962年，中科院长春应用化学所李元任组长的“PAN基碳纤维的研制”课题开始启动。标志着中国对碳纤维进入研究阶段[2]。在1960年初开始，碳纤维属于禁运产品，国际一直对中国严加封锁。最后通过英国一家公司进口了两套设备，北京和吉林两个科研项目共耗资900万美元左右，费用巨大。1975年在张爱萍[3]将军的倡导下，11月在北京举行了第一次全国碳纤维会议[4]（7511会议[5]），随后制定了中国第一个碳纤维发展研究计划。

各国学者对高性能的碳纤维展开了较深的研究，同时对于碳纤维废丝（国外称为碳纤维循环丝或者再生丝）也展开了相应研究， 2012年，日本东京大学的守富宽学者[8]和瑞典吕勒奥理工大学M Szpieg[9]学者针对日本、美国等国内碳纤维工业废料富集的现象，最早提出了碳纤维工业废料的循环利用，并利用纤维废料制备出第一根碳纤维再生丝。2013年，北京化工大学的韩红艳[10]教授提出了聚乳酸（PLLA）与再生碳纤维（RCF）复合材料制备方法，该方法表明：增强了RCF与PLLA的界面附着力，从而使PLLA/RCF复合材料的力学性能得到显著提高。

碳纤维应用在房屋建筑中是1982年，日本鹿岛建设公司率先开发轻质碳纤维复合板，建成了巴格达AI-Shaheed纪念馆，将复合板包裹在混凝土外表面以抵抗混凝土凝结时因外界环境变化而引起开裂[13]，1984年由Kajima在伊拉克使用碳纤维复合板后，陆续30多座大型建筑使用碳纤维增强混凝土外墙墙板。使用一段时间后发现，碳纤维板与混凝土结构表面很容易开裂。1988年，日本日丽公司将碳纤维丝直接加入混凝土中，应用于桥梁、桥面板、隧道工程实际中，效果较好，较好的解决了纤维与混凝土界面的开裂问题。[12]

对碳纤维混凝土的研究我国始于1987年，我国学者周振清[13]对碳纤维混凝土的导电性展开研究，19 9 9年，学者吴寅[14]对碳纤维混凝土梁开裂及挠度进行了研究。2 0 0 0年，学者赵彤[15]、吴刚[16]对碳纤维修复柱抗震性能进行了研究。这一阶段我国研究主要是碳纤维片材，直到2003年，学者简华丽[17]对改性PAN基碳纤维混凝土早起阻裂、压敏等性能展开研究。2006年，学者耿耀明[18-19]通过轴压试验对碳纤维掺量开展研究。2013年，学者牛建刚[20]对轻骨料碳纤维混凝土受力性能展开研究， 2018年，学者周茗[21-22]如采用快速冻融循环试验研究纤维种类及掺量对混凝土抗冻性的影响。2019年，学者赵柏冬[23]基于相对动弹性模量、质量损失率对C40纤维质量分数在1.0%的混凝土进行冻融研究。由此可见，碳纤维混凝土在低温环境下阻裂及耐久性能研究已经成为一个热点。

而对于碳纤维废丝混凝土的研究，我国学者东南大学吴刚[24]教授在2019年12月全国碳纤维标准化技术委员会一届二次会上做了报告《PAN基碳纤维废丝混凝土基本力学性能研究》，阐明了碳纤维废丝混凝土的制备、力学特性。吴智深[25]教授、王晓初[26]教授对碳纤维废丝制备的混凝土构件展开了一系列研究，旨在研究碳纤维废丝加入构件中的阻裂机理。

参考文献

[1]邓宗才.高性能合成纤维混凝土[M]北京：科学出版社，2000.

[2]黄承逵.纤维混凝土结构[M]北京：机械工业出版社，2004.

[3]龚益，沈荣熹，李清海.杜拉纤维在土建工程中的应用[M].北京：机械工业出版社，2002.

[4] Sun Wei， Gao Jian ming， Yan Yun. Study of the FatiguePerformance and damage Mechanism of Steel Reinforced Concrete[ J]AC1 Materials Journal.1996（6，7）.

[5]李士恩.纤维混凝土在国际上的发展及其在中国工程上的应用

[C]微纤维混凝土抗裂防水技术交流会，1997.

[6]国家科技部. 国家重大基础研究项目规划[M] 中国科学技术出版社，2006（1）：46-57.

[7]国家科技部.国家科技进步奖奖励名单，http：//www.most.gov.cn/.

[8]守富寛，西村賢大，隈部和弘，板津秀人，神吉肇. 6-5-4 リサイクル炭素繊維の省エネ再生技術（6-5 省エネ技術1，Session 6 省エネルギー）[ J]. 日本エネルギー学会大会講演要旨集，2012，21.