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Análisis integral de barras de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP)
1 、 Definición y composición
El refuerzo de polímero reforzado con fibra de vidrio (GFRP) es un nuevo tipo de material compuesto por fibras de vidrio de alto rendimiento y matriz de resina, abreviada como refuerzo de GFRP. Sus componentes centrales incluyen:
Material de refuerzo: rojo de clase E o de clase S sin cuello hecha de fibra de vidrio libre de álcali con un contenido de álcali de menos del 1%.
Materiales de matriz: resina epoxi, resina de vinilo, etc., formado por el proceso de devanado de extrusión con agente de curado.
Características de la apariencia: cuerpo de la varilla roscada completa, superficie uniforme sin grietas, forma de hilo ordenado, de conformidad con estándares como 'barras reforzadas con fibra de vidrio para ingeniería civil ' (JG/T 406-2013).
2 、 Ventajas de rendimiento central
Liviano y de alta fuerza
La densidad es solo 1/4 de barras de acero (1.5 ~ 1.9g/cm ⊃3;), pero la resistencia a la tracción es mejor que las barras de acero ordinarias, un 20% más alta que las barras de acero de la misma especificación, y la resistencia a la fatiga es excelente.
Resistencia a la corrosión
Resistente al ácido y al álcali, los iones de cloruro y la erosión de la solución de pH baja, especialmente adecuada para ambientes corrosivos como el tratamiento marino, químico y de aguas residuales, con una vida útil de diseño de hasta 100 años.
Aislamiento electromagnético
Material no magnético con una fuerte permeabilidad de onda magnética, adecuado para escenarios como salas de resonancia magnética nuclear, paredes de aislamiento eléctrico, centros de datos, etc. que requieren evitar la interferencia electromagnética.
Rendimiento termodinámico
El coeficiente de expansión térmica es cercana al del concreto, y la resistencia de unión es fuerte; Estabilidad dimensional bajo estrés térmico, conductividad no térmica, retardante de la llama y antiestático.
Designabilidad
Al ajustar el contenido de fibra de vidrio, la fórmula de resina y el proceso de moldeo, se pueden personalizar varias formas, como barras rectas, estribos espirales y barras de armadura para cumplir con los requisitos de un diseño estructural complejo.
3 、 Campos de aplicación
Ingeniería geotécnica
Reemplace las varillas de anclaje de acero tradicionales para el refuerzo de túnel, pendiente y metro, resuelva el problema de la corrosión de las varillas de anclaje de acero y reduzca los riesgos de construcción (como las oleadas de barro y agua).
estructura de concreto
Pavimento reforzado continuo: supera los inconvenientes de la corrosión de acero y mantiene una alta capacidad de carga y durabilidad del pavimento.
Ingeniería del puente: utilizado para nuevas construcciones, refuerzo y mantenimiento, para resistir la tensión/presión, y para extender la vida útil de las estructuras.
Escena especial
Ingeniería de Dock/Coastal Defense: resistir la corrosión del agua de mar y reducir los costos de mantenimiento.
Sala de resonancia magnética nuclear: materiales no magnéticos para evitar la interferencia del equipo.
Muro de aislamiento eléctrico: previene la interferencia electromagnética y garantiza la seguridad del equipo.
ingeniería subterránea
Túnel de escudo del metro: la jaula de refuerzo de fibra de vidrio puede ser cortada directamente por la máquina de túneles de escudo, evitando la ruptura manual de las paredes continuas y acortando el período de construcción en más del 30%.
4 、 Estado y tendencias del mercado
Tamaño del mercado: las ventas globales del tendón GFRP alcanzaron los 710 millones de dólares estadounidenses en 2021, que se espera que aumente a 1.100 millones de dólares estadounidenses en 2028, con una tasa de crecimiento anual compuesta de 6.2%.
Distribución regional: la región de Asia Pacífico posee una participación de mercado del 42% (impulsada por la demanda de China e India), mientras que América del Norte y Europa poseen un 24% cada uno.
Sectores aguas abajo: los puentes/puertos representan el 34% del mercado, seguido de túneles, metros y proyectos de conservación de agua.
Factores impulsores: mayor inversión en la construcción de infraestructura, promoción de políticas ambientales e innovación tecnológica (como la aplicación de fibras de alta resistencia).
5 、 Limitaciones y soluciones
Materiales frágiles: durante la construcción, se debe prestar atención a la longitud de la vuelta, y es posible que se necesiten armaduras de acero extraíbles para garantizar la estabilidad.
Problema de costos: el precio unitario es ligeramente más alto que el de las barras de acero, pero la eficiencia general de la construcción, los costos de mantenimiento y la vida útil prolongada dan como resultado un costo-efectividad significativo durante todo el ciclo de vida.
6 、 perspectivas futuras
Alto rendimiento: desarrollar fórmulas de alto módulo y alta temperatura resistentes, que se expanden a campos como la ingeniería oceánica y la construcción polar.
Promoción de estandarización: Mejore los estándares de la industria (como GB/T 30022-2013 Métodos de prueba mecánica) y mejore la aceptación del mercado.
Posicionamiento de materiales de construcción verde: en línea con los objetivos de neutralidad de carbono, reemplazando las barras de acero tradicionales, reduciendo el consumo de recursos y la contaminación ambiental.
Conclusión: Las barras reforzadas con vidrio de fibra de fibra se están convirtiendo gradualmente en un material revolucionario en el campo de la ingeniería civil debido a su excelente resistencia a la corrosión, propiedades livianas y de alta resistencia, y propiedades de aislamiento electromagnético. Con la iteración tecnológica y la expansión del mercado, sus escenarios de aplicación continuarán expandiéndose, proporcionando soluciones más eficientes y sostenibles para la construcción de infraestructura global.