高鐵做防水用什麼卷材（我國新材料竹子）

2023-10-10 09:40:57 2

隨著我國高速發展，各地經濟交流程度日益加深，對長途交通工具的需求也變得越來越大，高鐵成了各地提高經濟活力的一個重要選擇。

多年以來，中國多條高鐵項目建成通車，已經讓東部和中部地區逐漸進入高鐵時代。

同時中國高鐵項目取得的耀眼成績，也讓全世界為之矚目，海外市場因此不斷擴大。

2020年，中國高鐵項目已經落戶將近二十個國家，全球範圍的高鐵裡程中，有一半都是由中國運營。

如此廣闊的市場，帶來的不僅是中國的影響力和發展能力，還有對高鐵材料的巨大需求。

製造高鐵需要用到大量的高精尖技術和材料，這給成本和環境帶來了不小的壓力。

如果有一種材料，能夠既降低成本，又提高高鐵質量，甚至還更加環保，那豈不是皆大歡喜？

其實這種材料已經出現了——竹子。

用竹子造高鐵，不是天方夜譚，不是痴人說夢，而是我國科研人員所取得的重大研究成果。

在全球範圍內首屈一指，甚至難以被別國複製。

能造高鐵的竹子，嚴格來說叫做「竹纏繞複合材料」。

是一種利用竹子為基礎材料，採用樹脂膠黏劑，通過特殊的纏繞工藝加工成型的新型材料。

在這種材料中，竹子的比重佔到了70%以上。

從古至今，中國人跟竹子就有著十分緊密的聯繫，竹籃、竹樓、竹椅、竹筷、竹筍。

竹子本身優秀的硬度和拉伸度，讓它們成為中國人生活中很多物品的原材料。

竹纏繞複合材料，就是從中國對竹子的這種高頻利用中得到的靈感。

竹子的軸向拉伸強度非常高，這賦予了它作為材料的優秀表現。

竹纏繞複合材料就是把這種軸向拉伸強度應用到複合材料中，用竹纖維無紡布和樹脂組成內襯層，水性樹脂和竹篾組成增強層，有各種防腐防水能力的樹脂組成防護層。

這樣的三層複合材料，讓製造高鐵車廂變成了一件有百利而無一害的事情。

高鐵車廂對於材料的要求，一是堅固耐用，二是抗壓抗拉伸，三是防火防水防黴。

在堅固耐用方面，竹纏繞複合材料並不比現有的碳纖維和鋁合金差多少。

雖然是以竹子作為基材，但這種材料經過高科技加工，絕對不是拿來一堆竹子搭成車廂這麼簡單。

經過處理的竹纏繞複合材料，跟現有的高鐵材料相差不大，同樣能抵抗符合標準強度的外界衝擊。

抗壓抗拉伸方面則是竹纏繞複合材料的優勢領域。

竹子本身的柔韌性就非常好，受到外力碰撞時，這種材料可以以某種程度的自體變形來抵消衝擊。

既不會因為過度變形影響強度，又不會因為過於剛硬而導致損壞。

在最極限的情況下，竹纏繞複合材料比普通材料更能保護車廂內的乘客，減少事故傷亡率。

防火防水防黴方面，竹纏繞複合材料表現也很突出，抗腐蝕性很強。

而且由於製作工藝特殊，竹纏繞複合材料天然帶有不易燃燒的特性。

在實驗中即使強行使其燃燒，在火勢不大的情況下也能自行熄滅。

更重要的是，使用竹子製造高鐵，好處是多方面的。

不僅僅只是因為成本低，還因為在材料技術的影響力和環保能力方面，這項技術都有著巨大的發展空間。

隨著人類科技發展，高新科技產業為人類帶來了便利，同時也帶來了汙染。

氣候變化問題日益嚴重，已經成為威脅全人類安全的重要課題。

這不是一個兩個國家的問題，是全球所有國家都要面臨的存亡問題。

中國的高鐵既然已經在全球範圍進行推廣，自然不可能不考慮對環境的影響。

目前中國高鐵的製造材料主要以碳纖維和鋁合金等等為主。

這些材料在生產過程中會消耗大量的原材料，產生的汙染和排放的溫室氣體自然的不容小覷，對新的環保材料的需求日益緊迫。

2020年我國宣布，將在2030年之前實現碳排放達峰，2060年之前實現碳中和。

在這樣的背景下，我國科研人員把目光瞄準了竹子。

中國是世界上最大的竹子生產國，有將近七百萬公頃的竹林。

世界上比較集中的適合做工業原材料的毛竹有九成都在中國。

我國每年可以砍伐利用的竹材料有1.5億噸，這是我們國家得天獨厚的優勢，是其他任何國家都無法複製的天材地寶。

可是目前，我們每年利用到的竹材料只有0.4億噸，也就是每年有1.1億噸的竹材料被閒置，這是巨大的浪費。

如果高鐵產業對材料的消耗，能夠用竹子補充，既是對環境的保護，又是對國家碳排放戰略的一大助力，更是中國世界影響力的一種展現。

於是從2007年開始，我們的科研人員就開始了對竹纏繞複合材料的研製。

很快，竹纏繞複合管被研製出來。

到了2016年，科研人員在複合管的基礎上研製了竹纏繞管廊。

這種竹纏繞管廊的特點，已經初步具備了可供建造高鐵車廂的性質。

它低碳環保，使用年限極長，性能不弱於其他材料，施工安裝更加方便，綜合成本更低。

當時的管廊大部分都使用現澆混凝土或者預製式鋼筋混凝土製作。

竹纏繞管廊的出現，可以完全取代這兩種傳統材料，在那個時候已經掀起了一陣材料替換革命。

最終的結果，是竹纏繞管廊把領域內的材料成本降低了30%，安裝效率更是提升了將近80%！

有了管廊的成功，科研人員再接再厲，終於在2017年6月成功研製出竹纏繞高鐵車廂樣品，並進行了展出。

這個高鐵車廂樣品的重量比傳統高鐵車廂要低得多，是非常重要的一個特點。

在同樣的速度和環境下，車廂的重量越重，消耗的燃料就越多。

一輛高鐵的燃料或許不算什麼，可是全球一半以上的高鐵都以這樣的速率消耗燃料，就實在吃不消了。

因此，竹纏繞車廂的重量降低了許多，需要達到相同速度所消耗的燃料就同樣降低了很多。

根據目前已經公開的數據，竹纏繞車廂比傳統車廂輕了至少五分之一，消耗的材料減少了將近四分之一。

另外，由於車廂材料使用的是竹子這種可再生資源，所以從加工材料這一早期環節開始，碳排放就已經大大降低了。

而加工完畢之後的竹子廢料，也可能用於製作其他產品。

相比之下，以前車廂所使用的碳纖維材料不僅生產時會造成汙染，生產後產生的工業廢渣也沒有其他作用，還要單獨進行垃圾填埋處理。

每生產一千萬噸竹纏繞複合材料，可以減少二氧化碳排放量大概三千萬噸，還能節省四千五百多萬噸粗鋼。

這其中的取捨，想必所有人都明白該如何選擇。

不僅如此，大規模使用竹子建造高鐵，還能給中國農民帶來收入上的提升。

竹子是一種可人工種植的材料，且成長周期並不長。

一旦形成產業，可以為適合種植竹子地區的將近六百萬戶農民提供額外收入。

預計每年每戶農民能增加一萬元的收入，可以解決大概250萬勞動力的就業問題。

2016年12月14日，國際竹藤組織與我國籤訂了合作協議。

國際竹藤組織總幹事費翰思明確表示，中國對於竹子的開發利用已經達到了世界領先水平。

希望在之後的日子裡，中國能夠與世界共同進步，利用竹子的天然優勢為環境保護和人類進步提供便利。

目前國際上很多人還不知道中國竹產業的優勢，認為那是落後的、農耕時期的工藝。

即便有部分人聽說了中國所開發的竹纏繞複合材料，也認為那只不過是傳統複合材料技術的又一個分支產品，不會對材料界造成多大的影響。

費翰思表示，這些國際上的看法很多都是非常落後的，特別是對中國竹產業的偏見，是在環境保護問題上的巨大錯誤。

費翰思認為，竹纏繞複合材料技術並不是傳統技術的分支，而是確確實實的一項不可思議的創新技術，具有完全替代其他不可再生材料的質量，成本甚至還低得多。

現在中國在高鐵領域已經是全球首屈一指的專家，竹纏繞複合材料又可以用來製造高鐵。

那麼如果我們能把這兩項技術一起向世界推廣，將能大幅改變國際社會對中國竹產業的落後看法。

國際竹藤組織有45個成員國，其中除了加拿大之外，都或多或少擁有竹林，竹纏繞複合材料技術將會是他們極為感興趣的新技術。

不過，由於全世界最大、最具工業化潛力的竹林都位於中國。

這也讓我們擁有了定義整個行業的力量，不會因為別國擁有了相關技術，就對我國產生什麼不利影響。

在未來中國的發展之路上，新能源、新材料將是不可或缺的基石。

雖然竹纏繞高鐵目前還未大規模實裝，不過已經大體準備就緒，科研人員夜以繼日研究新型材料的努力不會白費。

我們終將突破一個個技術封鎖，用一項項新技術新材料，向世界展示中國力量！