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曾經(jīng)封閉維修27個月的南京長江大橋，再度通車時，煥然一新、“輕裝上陣”。在一些關(guān)鍵部位，先進復(fù)合材料玄武巖纖維已嵌入體內(nèi)，就像給大橋穿上一層堅硬而輕盈的鎧甲。

“玄武巖纖維的強度是鋼材的5—10倍，重量卻只有鋼材的四分之一至三分之一?！?/strong>說起新材料的應(yīng)用，玄武巖纖維生產(chǎn)應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程研究中心主任吳智深表示，“以玄武巖纖維、碳纖維為代表的高性能纖維，廣泛應(yīng)用于能源環(huán)境、交通海洋、航天航空等領(lǐng)域。”

玄武巖纖維為何能受到青睞呢？

玄武巖纖維有何過人之處?

玄武巖纖維是玄武巖石料在1450℃～1500℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續(xù)纖維。純天然玄武巖纖維的顏色一般為褐色，有金屬光澤。

我國已把玄武巖纖維列為重點發(fā)展的四大纖維（碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯、玄武巖纖維）之一，實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。玄武巖連續(xù)纖維已在纖維增強復(fù)合材料、摩擦材料、造船材料、隔熱材料、汽車行業(yè)、高溫過濾織物以及防護領(lǐng)域等多個方面得到了廣泛的應(yīng)用。

中國科學(xué)院地質(zhì)物理研究所院士劉嘉麒表示，玄武巖纖維材料最大的特點是具有特殊性能，熱傳導(dǎo)系數(shù)低，阻燃性能好，是既耐高溫又耐低溫的上好絕熱材料，可用于制造防火毯、防火簾等阻燃材料和高溫過濾領(lǐng)域的過濾基布、過濾材料、耐高溫氈等。

中國工程院院士周豐峻在第二屆玄武巖纖維產(chǎn)品應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會上表示，利用玄武巖纖維及其復(fù)合材料的高強抗力，耐腐蝕、耐高低溫等特性，可在工程建設(shè)中發(fā)揮重要作用，尤其是在潮濕環(huán)境建設(shè)中的交通路面、隧道工程、碼頭工程、島礁工程等，采用玄武巖纖維復(fù)合材料作為基礎(chǔ)設(shè)施的結(jié)構(gòu)增強材料，不僅可以提高工程的抗力，還大大延長使用壽命。

清華大學(xué)土木工程系教授馮鵬認為，玄武巖纖維作為一種高性能纖維，做成復(fù)合材料后具有質(zhì)輕、高強、可設(shè)計、耐腐蝕、施工便捷、無磁、絕緣等特點和優(yōu)勢，可應(yīng)用于橋梁、工業(yè)平臺等結(jié)構(gòu)，可作為電塔、煙道等功能結(jié)構(gòu)件。同時其可加工性，可以應(yīng)用于新型建筑或景觀工程中。

除此之外，玄武巖纖維介電系數(shù)高，絕緣性能好，可制作多種電器配件；吸音系數(shù)高，抗電磁輻射功能強，對于國家安全至關(guān)重要。

其先天不足的地方，是成分波動比較大。由于玄武巖是地球熔巖形成的，因此，同一礦點的成分都可能波動較大，這會對纖維的穩(wěn)定性造成影響。生產(chǎn)成本高，由于玄武巖資源豐富，原料成本較低，但其生產(chǎn)成本較高，主要涉及到較高的能源價格和鉑銠合金漏板消耗較大。同時，生產(chǎn)效率低下。由于玄武巖熔體導(dǎo)熱性差，析晶上限溫度較高容易析晶，因此生產(chǎn)工藝條件高，成纖難度大。

大資本時代的綠色新“藍?！?/strong>

從有待觀望的“能源新寵”到資本市場的大熱風口，玄武巖纖維這個千億級的龐大市場正在加速完成自己的轉(zhuǎn)變，衍生出一系列商業(yè)模式和增長空間，成長為新的投資“藍?！?。

2018年8月，四川省達州市投資4億元，打造年生產(chǎn)規(guī)模為2萬噸的玄武巖纖維生產(chǎn)研發(fā)基地；9月，總投資9000萬元的采用池窯生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維中試項目在四川省德陽市國家高新區(qū)羅江園區(qū)正式點火；2019年3月，投資近25億元，占地約260畝的四川省廣安華鎣市玄武巖纖維新材料產(chǎn)業(yè)園正式開建……

有預(yù)測顯示，“十三五”期間，我國玄武巖纖維產(chǎn)量將達到15萬噸以上的規(guī)模。

“玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)具有非常廣闊的市場發(fā)展前景。”劉嘉麒認為，玄武巖纖維具有綜合性能好、用途廣、性價比高等特點，在正常生產(chǎn)加工過程中不產(chǎn)生有毒物質(zhì)，是21世紀高新“綠色工業(yè)材料”。

只要玄武巖纖維產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和數(shù)量達到要求，其市場潛力非常大。有業(yè)內(nèi)人士估計，目前，全世界生產(chǎn)的玄武巖纖維還滿足不了需求的百分之一。

“玄武巖纖維將會是又一個千億級的市場。”匯爾杰新材料科技股份有限公司董事長楊興明表示。目前，已制定出臺了多項國家標準和行業(yè)標準，為玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)的發(fā)展拓寬了空間、創(chuàng)造了條件，玄武巖纖維的市場認知度得到了極大提升，市場需求也逐年增長。

有分析認為，近幾十年來，我國的復(fù)合材料得到了快速發(fā)展，有著發(fā)展和推廣應(yīng)用連續(xù)玄武巖纖維的堅實基礎(chǔ)。而且，我國地域遼闊，玄武巖礦床儲量極其豐富，又有新材料應(yīng)用的龐大市場。再加上玄武巖礦石是一種天然的材料，其生產(chǎn)過程中無硼或其它堿金屬氧化物排出，因此其煙塵中無有害物質(zhì)析出，對大氣不會造成污染，屬于環(huán)保型材料。

楊興明表示，中國具有低成本制造玄武巖纖維得天獨厚的條件，有著完全自主知識產(chǎn)權(quán)的低成本、大規(guī)模發(fā)展連續(xù)玄武巖纖維的新技術(shù)、新裝置、新工藝。當前全世界玄武巖纖維的技術(shù)及規(guī)模尚處于初級階段，這給我國繼續(xù)發(fā)展先進技術(shù)提供了很大的發(fā)展空間和市場機遇。

可以說，在我國經(jīng)濟面臨資源、能源、環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展約束不斷加劇的背景中，率先發(fā)展這一特種無機非金屬礦新材料產(chǎn)業(yè)具有重要的戰(zhàn)略意義。

對公路建設(shè)將起“材料革命”的作用

2018年6月20日，以“交通讓世界更美好”為主題的2018年世界交通運輸大會舉辦期間，由中國公路學(xué)會主辦，玄武巖纖維生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心協(xié)辦的“中國公路學(xué)會玄武巖纖維公路產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新共同體”(以下簡“共同體”)在北京成立，這標志著玄武巖纖維在公路交通行業(yè)發(fā)展的新時期正式開啟。

中國交通建設(shè)股份有限公司原副總裁、中國公路學(xué)會專家委員會副主任兼秘書長、“共同體”新任理事長侯金龍表示，玄武巖纖維有著優(yōu)異的路用性能，在公路交通行業(yè)有巨大的應(yīng)用空間，但目前應(yīng)用得還相對較少。

侯金龍認為，玄武巖纖維材料有三方面的優(yōu)點。

一是環(huán)保，玄武巖纖維具有資源節(jié)約、環(huán)境友好型的特點?！靶鋷r纖維來自于天然石頭，又用于人工石頭，石頭來石頭去”。具體來說，玄武巖纖維是以天然玄武巖為原料，經(jīng)1450℃至1500℃高溫熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板塊速拉制而成的連續(xù)纖維，整個生產(chǎn)過程中，沒有工業(yè)廢水、廢氣及其他工業(yè)垃圾的產(chǎn)生，被譽為“21世紀的新材料”。

二是相對于木質(zhì)素纖維、玻璃纖維等其他類型的纖維，路用技術(shù)指標高，有著優(yōu)異的耐高溫、耐低溫、化學(xué)穩(wěn)定性、抗老化性能、水穩(wěn)定性能、電熱絕緣性能等。根據(jù)目前的理論研究、科技攻關(guān)和工程應(yīng)用情況，路用玄武巖纖維生產(chǎn)工藝和技術(shù)都已經(jīng)很成熟，可以有效降低路面的裂縫和車轍的病害，大大延長路面使用壽命，在改善和提升路面結(jié)構(gòu)抗疲勞性能、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和水穩(wěn)定性等方面均有顯著效果。同時，材料有短切紗、工土布、土工格柵、復(fù)合筋材等多種應(yīng)用形式，顯示出優(yōu)異的路用性能和應(yīng)用前景。

三是玄武巖纖維應(yīng)用廣泛?；诃h(huán)保和路用技術(shù)指標高兩項優(yōu)勢，同時作為我國四大高技術(shù)纖維之一，是我國“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品，在航空航天、艦船、兵器制造等國防軍工領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，在土建交通、石頭化工、汽車制造、道路建設(shè)、海底隧道等多領(lǐng)域也展現(xiàn)出了多領(lǐng)域應(yīng)用優(yōu)勢和巨大的市場前景。

除此之外，侯金龍還認為，這項工作的推進可以更好的服務(wù)于“四個交通”“交通強國”“一帶一路”等國家戰(zhàn)略?！?/span>下一步還要進一步加強行業(yè)的研究。通過在工程建設(shè)、養(yǎng)護以及橋梁工程等方面的應(yīng)用，推進交通行業(yè)的標準化、裝配化、行業(yè)化、工廠化、智能化、輕型化，推進行業(yè)的品質(zhì)工程的建設(shè)”。

2020年6月2日，河南省鄭西高速堯欒路面二標YLLM-2完成玄武巖纖維瀝青混凝土下面層科研試驗路鋪筑。

該科研試驗路為河南省交通運輸廳科技推廣項目，即“基于玄武巖纖維的同壽命瀝青砼路面應(yīng)用研究”，由中交一公局集團有限公司鄭西高速堯欒段路面二標YLLM-2項目施工、項目公司及河南交院工程技術(shù)有限公司主導(dǎo)進行科研項。

瀝青混凝土摻加玄武巖纖維具有較高的強度和彈性模量，與瀝青和集料有較好的親和力，對瀝青混合料穩(wěn)定度有明顯的增強作用。玄武巖纖維瀝青混凝土具有綠色環(huán)保的特點，可提高路面抗疲勞開裂能力、低溫抗開裂能力、抗車轍能力、增加瀝青油膜的強度及抗疲勞性能，增強瀝青油膜的水穩(wěn)定性，抗氧化及抗老化進而提高路面耐久性。

鄭西高速公路堯欒段玄武巖纖維瀝青混凝土下面層科研項目研究完成，將大面積推廣應(yīng)用。在綠色環(huán)保社會發(fā)展中，玄武巖纖維以獨特的優(yōu)勢為公路可持續(xù)發(fā)展做出了突出的貢獻。

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