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Tiefenanalyse der Verstärkung der Glasfaserverstärkungspolymer (GFRP)
1 、 Essenz und Eigenschaften von Materialien
GFRP (Glasfaserverstärkte Polymer -Bewehrungsstange) ist ein Verbundmaterial, das mit Glasfaser und Harzmatrix verstärkt wird und durch Extrusions- oder Wickelprozesse erzeugt wird. Zu den Kernmerkmalen gehören:
Leicht und hochfest
Die Dichte beträgt nur 1/4 Stahlstangen (1,5 ~ 1,9 g/cm ⊃3;), aber die Zugfestigkeit kann das 2,5 ~ 4 -fache der HRB400 -Stahlstangen (z. B. GFRP -Stäbe mit einem Durchmesser von 25 mm) erreichen.
Der Elastizitätsmodul beträgt etwa 1/5 der von Stahlstangen (40 GPA), und die Deformationsregelung muss durch strukturelles Design optimiert werden.
Hervorragende Korrosionsbeständigkeit
Resistent gegen Chloridionen, Säure und Alkali und Meerwasserkorrosion, geeignet für korrosive Umgebungen wie chemische Pflanzen und Küstenabwehrprojekte.
Resistent gegen Karbonisierung, Frostresistenz und verlängerte strukturelle Lebensdauer.
Funktionsvielfalt
Nicht magnetisch und nicht leitend, geeignet für spezielle Szenarien wie Kernkraftwerke und medizinische MRT-Räume.
Der Wärmeleitungskoeffizient ähnelt dem von Beton, und die Bindungsstärke ist stärker.
2 、 Anwendungsfelder und technischer Wert
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.
Marine Engineering
Docks und Offshore -Plattformen: Widerstand gegen Meerwasserkorrosion, mit einer Lebensdauer, die den traditionellen Stahl weit übersteigt.
Chemische Industrie und Umweltschutz
Abwasserbehandlungsanlagen und Elektrolytzellen: resistent gegen chemische Erosion, um die strukturelle Sicherheit zu gewährleisten.
Grüner Gebäude
Energieeinsparung und Verbrauchsreduzierung entsprechen dem Trend der Kohlenstoffentwicklung.
Wiederherstellung historischer Gebäude
Bieten Sie strukturelle Unterstützung, ohne das ursprüngliche Erscheinungsbild zu beschädigen.
3 、 Vorteile und Einschränkungen
Vorteile und Einschränkungen
Korrosionsbeständigkeit, lange Lebensdauer und hohe Kosten (ca. 2-3-fach der von Stahlstangen)
Leichte, hohe Festigkeit, Konstruktionssicherheit, niedriger elastischer Modul, das spezielles Design erfordert
Die nicht magnetische/nicht-leitende Verbindungstechnologie ist komplex (erfordert spezielle Verankerungsgeräte)
Gute thermische Stabilität, unzureichende Akkumulation von Langzeitleistungsdaten
4 、 Markt- 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.
Hauptproduzenten
Mateenbar, MRG -Verbundwerkstoffe und andere halten ungefähr 56% des Marktanteils.
Antriebsfaktoren
Politikunterstützung (grüne Gebäude, umweltfreundliche Materialien).
Spezielle Umweltanforderungen (Marine, Chemikalie).
Der Urbanisierungsprozess fördert die Verbesserung der Aufbausicherheit.
Technologie -Trends
Entwickeln Sie kostengünstige Produktionsprozesse.
Die Leistung optimieren (z. B. erhöht den Elastizitätsmodul).
5 、 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.
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.
6 、 Zukunftsaussichten
Bei technologischen Fortschritten und Kostenoptimierung wird erwartet, dass die GFK -Verstärkung in den folgenden Bereichen weiter ausgeweitet wird:
Intelligentes Gebäude: Integration von Sensoren zur Erreichung der strukturellen Gesundheitsüberwachung.
Extreme Umwelttechnik: Tiefsee, Polar und andere Szenarien.
Kreislaufwirtschaft: Entwicklung recycelbarer Harzmatrizen zur Verbesserung der materiellen Nachhaltigkeit.
Die GFRP -Verstärkung mit seinen einzigartigen Leistungsvorteilen entwickelt sich allmählich von einem 'Ersatzmaterial' zu einem 'Mainstream -Material', das sicherere, dauerhaftere und umweltfreundlichere Lösungen für das technische Bereich bietet.