Glasfaserstahlverstärkung

Vollständige Analyse von Glasfaserstäbchen (GFK) -Balken (GFK)

1 、 Essenz und Kernmerkmale von Materialien

Glasfaser -Verstärkungsstoff (GFRP) ist ein Verbundmaterial aus Glasfaser als Verstärkung und Harz (wie Epoxidharz und Vinylharz) als Matrix, die durch Extrusions- oder Wickelverfahren erzeugt wird. Zu den Kernvorteilen gehören:

Leicht und hochfest

Die Dichte beträgt nur 1/4 Stahlstangen (1,5 ~ 1,9 g/cm ⊃3;), aber die Zugfestigkeit kann das 2 ~ 4 -fache der HRB400 -Stahlstangen erreichen (einige Produkte haben eine Zugfestigkeit von mehr als 1000 MPa).

Der elastische Modul ist etwa 40 GPa, was niedriger ist als der von Stahlstäben, aber die Verformungsregelung kann durch strukturelles Design optimiert werden.

Hervorragende Korrosionsbeständigkeit

Resistent gegen Chloridionen, Säure und Alkali und Meerwasserkorrosion, geeignet für korrosive Umgebungen wie Chemiepflanzen und Küstenabwehrprojekte, wobei eine Lebensdauer weit über den traditionellen Stahl liegt.

Resistent gegen Karbonisierung und Gefrierdau und senkt die Wartungskosten.

Funktionsvielfalt

Nicht magnetisch/nicht leitend: Geeignet für spezielle Szenarien wie Kernkraftwerke und medizinische MRT-Räume.

Gute thermische Stabilität: Der Wärmeleitungskoeffizient liegt nahe an der von Beton, und die Bindungsfestigkeit ist stärker.

Starke Leistung der Wellenübertragung: Keine DeMagnetisierungsbehandlung erforderlich, geeignet für Einrichtungen wie Radarstationen.

Konstruktion

Anpassbare Form und Länge, einfache Bindung vor Ort, Reduzierung der Arbeitsintensität.

Leicht, einfach zu handhaben und zu installieren.

2 、 Anwendungsfelder und typische Fälle

Bauingenieurwesen

Ausgrabungsunterstützung: Ersetzen Sie Stahlkäfig, um das Risiko einer Schild -Tunnelmaschine zu vermeiden, und reduzieren Schlamm- und Wassereinschubunfälle.

Brücken und Tunnel: Strukturgewicht reduzieren, die Haltbarkeit verbessern und die Wartungskosten senken.

Straßenverstärkung: Wird zum Pflaster- und Brückendeckspflaster verwendet, um die Lagerkapazität zu verbessern.

Marine Engineering

Dock/Offshore -Plattform: Widerstand gegen Meerwasserkorrosion, Verlängerung der Lebensdauer.

Breakwasser: widersteht der Meerwassererosion und verringert die Wartungsfrequenz.

Chemische Industrie und Umweltschutz

Abwasserbehandlungsanlage: resistent gegen chemische Erosion, um die strukturelle Sicherheit zu gewährleisten.

Elektrolytische Zelle: resistent gegen Säure- und Alkali -Korrosion, Verbesserung der Lebensdauer der Geräte.

Grüner Gebäude

Energiespargebäude: Reduzieren Sie den Materialverbrauch und entsprechen dem kohlenstoffarmen Trend.

Wiederherstellung historischer Gebäude: Bereitstellung struktureller Unterstützung, ohne das ursprüngliche Erscheinungsbild zu beschädigen.

Besondere Umgebung

Militärtechnik: Wirkungsbeständige, korrosionsbeständige, geeignete für verborgene Einrichtungen.

Medizinische Einrichtungen: Nicht magnetische Materialien, um Störungen mit Präzisionsausrüstung zu vermeiden.

3 、 Marktstatus- und Entwicklungstrends

Marktgröße

Es wird erwartet, dass die weltweite Marktgröße bis 2029 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 11,5%450 Millionen US -Dollar erreichen wird.

Die asiatisch -pazifische Region (insbesondere China und Indien) verzeichnet das schnellste Wachstum der Infrastrukturnachfrage.

Hauptproduzenten

Mateenbar, MRG -Verbundwerkstoffe und andere Unternehmen belegen ungefähr 56% des Marktanteils, während inländische Unternehmen wie die Sinoma -Technologie allmählich steigen.

Antriebsfaktoren

Richtlinienunterstützung: Umweltgebäude und umweltfreundliche Materialrichtlinien steuern die Nachfrage.

Kostenoptimierung: Verbesserung der Produktionsprozesse zur Reduzierung der Materialkosten.

Leistungsverbesserung: Die Anwendung von hochfesten und hohen Modulfasern erweitert die Anwendungsfelder.

Technologie -Trends

Produktion kostengünstiger: Entwicklung kontinuierlicher Extrusionstechnologie zur Verbesserung der Produktionseffizienz.

Leistungsoptimierung: Verbesserung des Elastizitätsmoduls (Ziel über 50 GPa) und entwickeln hochtemperaturresistente Harze.

Intelligente Materialien: Integrierte Sensoren zur Erreichung der strukturellen Gesundheitsüberwachung.

4 、 Standards und Spezifikationen

Internationaler Standard

FIB stipuliert, dass die Zugfestigkeit der GFRP-Verstärkung ≥ 1000 mPa betragen muss und der elastische Modul 40-55 GPa betragen muss.

Der chemische Korrosionsbeständigkeitstest erfordert einen Festigkeitsverlust von ≤ 10%.

Amerikanischer Standard

Die ACI 440-Serie erfordert einen Entwurfsfestigkeitsreduktionsfaktor von 0,5 bis 0,6 und einen chemischen Korrosionsresistenztest (Festigkeitsverlust ≤ 10%).

Chinesische Standards

JGJ/T 336-2016 sieht vor, dass die kurzfristige ultimative Zugfestigkeit der GFRP-Verstärkung ≥ 1000 mPa betragen muss und die Dicke der Betonschutzschicht ≥ 20 mm (Klasse I-Umgebung) betragen muss.

JG/T 406-2013 gibt an, dass die Zugfestigkeit ≥ 550 mPa und die Scherfestigkeit ≥ 110 mPa beträgt.

5 、 Zukunftsaussichten

Intelligentes Gebäude

Integrierte Glasfasersensoren für die Echtzeitüberwachung von Strukturspannungen und -dehnungen, die die Sicherheit verbessern.

Extreme Umwelttechnik

In Tiefsee-, Polar- und anderen Szenarien unter Verwendung von korrosionsbeständigen und leichten Eigenschaften angewendet.

Kreislaufwirtschaft

Entwickeln Sie recycelbare Harzmatrix, um die Nachhaltigkeit der materiellen Nachhaltigkeit zu verbessern.

Kosten Wettbewerbsfähigkeit

Durch die Skalierung von Produktion und technologische Innovation können die Kosten innerhalb des 1,5 -fachen der Stahlstangen reduziert werden, wodurch der Substitutionsprozess beschleunigt wird.

6 、 Herausforderungen und Gegenmaßnahmen

Kostenproblem

Die aktuellen Kosten betragen etwa das 2-3-fache der Stahlstangen und müssen durch politische Subventionen und groß angelegte Produktion reduziert werden.

Verbindungstechnologie

Entwickeln Sie spezielle Anker und Anschlüsse, um die strukturelle Integrität zu gewährleisten.

Langzeitleistungsdaten

Stärken Sie die tatsächliche technische Überwachung, sammeln Sie Leistungsdaten für mehr als 20 Jahre und verbessern Sie das Marktvertrauen.

Die Glasfaserverstärkung mit ihren einzigartigen Leistungsvorteilen entwickelt sich allmählich von einem 'Ersatzmaterial' zu einem 'Mainstream -Material' und sorgt für sicherere, langlebigere und umweltfreundlichere Lösungen für das Ingenieurfeld. Mit der Weiterentwicklung von Technologie und Kostenoptimierung werden die Anwendungsaussichten noch breiter.