| الكمية: | |
|---|---|
التحليل الكامل لأشرطة الألياف الزجاجية المقواة (GFRP)
1 、 جوهر وخصائص المواد الأساسية
البلاستيك المصنوع من الألياف الزجاجية (GFRP) عبارة عن مادة مركبة مصنوعة من الألياف الزجاجية كتعزيز وراتنج (مثل راتنج الايبوكسي وراتنج الفينيل) كمصفوفة ، والتي يتم إنتاجها من خلال عمليات البثق أو متعرج. تشمل مزاياها الأساسية:
خفيفة الوزن وعالية القوة
الكثافة ليست سوى 1/4 من قضبان الصلب (1.5 ~ 1.9g/cm ⊃3 ؛) ، ولكن يمكن أن تصل قوة الشد إلى 2 ~ 4 أضعاف قضبان الصلب HRB400 (بعض المنتجات لها قوة شد تتجاوز 1000MPa).
المعامل المرنة حوالي 40GPa ، وهو أقل من قضبان الصلب ، ولكن يمكن تحسين التحكم في التشوه من خلال التصميم الهيكلي.
مقاومة تآكل ممتازة
مقاومة لأيونات الكلوريد ، الحمض والقلويات ، وتآكل مياه البحر ، مناسبة للبيئات المسببة للتآكل مثل النباتات الكيميائية ومشاريع الدفاع الساحلي ، مع عمر يتجاوز بكثير الصلب التقليدي.
مقاومة للكربنة وتجميد ذخيرة ، مما يقلل من تكاليف الصيانة.
التنوع الوظيفي
غير مغناطيسي/غير موصل: مناسبة للسيناريوهات الخاصة مثل محطات الطاقة النووية وغرف التصوير بالرنين المغناطيسي الطبية.
الاستقرار الحراري الجيد: معامل التمدد الحراري قريب من معامل الخرسانة ، وقوة الترابط أقوى.
أداء نقل الموجة القوي: لا يوجد علاج مغناطيسي مطلوب ، مناسب للمرافق مثل محطات الرادار.
راحة البناء
الشكل والطول القابل للتخصيص ، والربط السهل في الموقع ، مما يقلل من شدة العمالة.
خفيفة الوزن ، من السهل التعامل والتثبيت.
2 、 حقول التطبيق والحالات النموذجية
الهندسة المدنية
دعم الحفر: استبدل قفص الصلب لتجنب خطر كسر آلة نفق الدرع وتقليل حوادث الطين والمياه.
الجسور والأنفاق: تقليل الوزن الهيكلي ، وتعزيز المتانة ، وانخفاض تكاليف الصيانة.
تعزيز الطرق: يستخدم للرصيف ورصف سطح الجسر لتحسين القدرة على تحمل.
الهندسة البحرية
Dock/منصة الخارجية: مقاومة لتآكل مياه البحر ، وتوسيع عمر الخدمة.
Breakwater: يقاوم تآكل مياه البحر ويقلل من تردد الصيانة.
الصناعة الكيميائية وحماية البيئة
محطة معالجة مياه الصرف الصحي: مقاومة للتآكل الكيميائي ، وضمان السلامة الهيكلية.
الخلية الكهربائية: مقاومة للتآكل الحمضي والقلوي ، وتحسين عمر المعدات.
مبنى أخضر
مباني توفير الطاقة: تقليل استهلاك المواد والتوافق مع اتجاه الكربون المنخفض.
استعادة المباني التاريخية: توفير الدعم الهيكلي دون إتلاف المظهر الأصلي.
بيئة خاصة
الهندسة العسكرية: تأثير مقاوم ، مقاوم للتآكل ، مناسب للمرافق المخفية.
المرافق الطبية: مواد غير مغناطيسية لتجنب التداخل مع المعدات الدقيقة.
3 、 حالة السوق واتجاهات التطوير
حجم السوق
من المتوقع أن يصل حجم السوق العالمي إلى 450 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2029 ، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 11.5 ٪.
تتمتع منطقة آسيا والمحيط الهادئ (وخاصة الصين والهند) بأسرع نمو في الطلب على البنية التحتية.
المنتجين الرئيسيين
تشغل Mateenbar و MRG Composites وغيرها من الشركات حوالي 56 ٪ من حصة السوق ، في حين ترتفع المؤسسات المحلية مثل تكنولوجيا سينوما تدريجياً.
عوامل القيادة
دعم السياسة: المباني الخضراء وسياسات المواد الصديقة للبيئة تدفع الطلب.
تحسين التكلفة: تحسين عمليات الإنتاج لخفض تكاليف المواد.
تحسين الأداء: يوسع تطبيق ألياف المعامل عالية القوة والعالية في حقول التطبيق.
اتجاهات التكنولوجيا
الإنتاج المنخفض التكلفة: تطوير تكنولوجيا البثق المستمرة لتحسين كفاءة الإنتاج.
تحسين الأداء: تحسين المعامل المرن (الهدف فوق 50GPA) وتطوير راتنجات مقاومة للدرجات الحرارة العالية.
المواد الذكية: أجهزة استشعار متكاملة لتحقيق مراقبة الصحة الهيكلية.
4 、 المعايير والمواصفات
المعيار الدولي
ينص FIB على أن قوة الشد لتعزيز GFRP يجب أن تكون 1000MPa ، ويجب أن تكون المعامل المرن 40-55GPA.
يتطلب اختبار مقاومة التآكل الكيميائي فقدان القوة بنسبة 10 ٪.
المعيار الأمريكي
تتطلب سلسلة ACI 440 عامل تقليل قوة التصميم من 0.5-0.6 واختبار مقاومة التآكل الكيميائي (فقدان القوة ≤ 10 ٪).
المعايير الصينية
ينص JGJ/T 336-2016 على أن قوة الشد النهائية على المدى القصير لتعزيز GFRP يجب أن تكون 1000MPa ، ويجب أن يكون سماكة طبقة الحماية الخرسانية ≥ 20 مم (بيئة الفئة الأولى).
تحدد JG/T 406-2013 أن قوة الشد هي ≥ 550MPa وقوة القص هي ≥ 110mpa.
5 、 آفاق المستقبل
مبنى ذكي
مستشعرات الألياف البصرية المتكاملة لمراقبة في الوقت الفعلي للإجهاد الهيكلي والسلالة ، مما يعزز السلامة.
الهندسة البيئية المتطرفة
يتم تطبيقه في سيناريوهات أعماق البحار والقطبية وغيرها ، باستخدام خصائص مقاومة للتآكل وخفيفة الوزن.
الاقتصاد الدائري
تطوير مصفوفة الراتنج القابلة لإعادة التدوير لتعزيز استدامة المواد.
القدرة التنافسية التكلفة
من خلال زيادة الإنتاج والابتكار التكنولوجي ، يمكن تخفيض التكاليف إلى 1.5 أضعاف قضبان الصلب ، مما يؤدي إلى تسريع عملية الاستبدال.
6 、 التحديات والتدابير المضادة
قضية التكلفة
تبلغ التكلفة الحالية حوالي 2-3 أضعاف التكلفة من قضبان الصلب ، ويجب تقليلها من خلال إعانات السياسة والإنتاج على نطاق واسع.
تكنولوجيا الاتصال
تطوير المراسي والموصلات المتخصصة لضمان النزاهة الهيكلية.
بيانات الأداء على المدى الطويل
تعزيز مراقبة الهندسة الفعلية ، وتراكم بيانات الأداء لأكثر من 20 عامًا ، وتعزيز ثقة السوق.
يتطور تعزيز الألياف الزجاجية ، مع مزايا الأداء الفريدة ، تدريجياً من مادة بديلة 'إلى مادة سائدة ' ، مما يوفر حلولًا أكثر أمانًا وأكثر دواما وصديقة للبيئة للحقل الهندسي. مع تقدم التكنولوجيا وتحسين التكاليف ، ستصبح آفاق تطبيقها أوسع.