| Kogus: | |
|---|---|
Klaaskiuga tugevdatud plastist (GFRP) varraste täielik analüüs
1、 Materjalide olemus ja põhiomadused
Klaaskiuga tugevdatud plast (GFRP) on komposiitmaterjal, mis on valmistatud klaaskiust tugevdusena ja vaigust (nt epoksüvaik ja vinüülvaik) maatriksina, mida toodetakse ekstrusiooni- või mähisprotsesside teel. Selle peamised eelised hõlmavad järgmist:
Kerge ja kõrge tugevusega
Tihedus on vaid 1/4 terasvarrastest (1,5–1,9 g/cm ⊃3;), kuid tõmbetugevus võib ulatuda 2–4 korda suuremaks kui HRB400 terasvardadel (mõnel tootel on tõmbetugevus üle 1000 MPa).
Elastsusmoodul on umbes 40 GPa, mis on madalam kui terasvarraste oma, kuid deformatsioonikontrolli saab optimeerida konstruktsiooni disaini abil.
Suurepärane korrosioonikindlus
Vastupidav kloriidioonide, hapete ja leeliste ning merevee korrosioonile, sobib söövitavasse keskkonda, nagu keemiatehased ja rannikukaitseprojektid, ning eluiga ületab tunduvalt traditsioonilist terast.
Vastupidav karboniseerumisele ja külmumisele-sulatamisele, vähendades hoolduskulusid.
Funktsionaalne mitmekesisus
Mittemagnetiline/mittejuhtiv: sobib eristsenaariumide jaoks, nagu tuumaelektrijaamad ja meditsiinilised MRI ruumid.
Hea termiline stabiilsus: soojuspaisumistegur on betooni omale lähedane ja sidumistugevus on tugevam.
Tugev laineülekande jõudlus: pole vaja demagnetiseerimist, sobib sellistesse rajatistesse nagu radarijaamad.
Ehituse mugavus
Kohandatav kuju ja pikkus, lihtne kohapeal sidumine, vähendades töömahukust.
Kerge, lihtne käsitseda ja paigaldada.
2. Kasutusvaldkonnad ja tüüpilised juhtumid
tsiviilehitus
Kaevetööde tugi: vahetage teraspuur välja, et vältida kilp-tunneldamismasina purunemise ohtu ning vähendada muda ja vee sissetungimisõnnetusi.
Sillad ja tunnelid: vähendage konstruktsiooni kaalu, suurendage vastupidavust ja vähendage hoolduskulusid.
Teetugevdus: kasutatakse sillutise ja sillateki sillutamiseks, et parandada kandevõimet.
meretehnika
Dokk/avamereplatvorm: vastupidav merevee korrosioonile, pikendades kasutusiga.
Lainemurdja: talub merevee erosiooni ja vähendab hooldussagedust.
Keemiatööstus ja keskkonnakaitse
Reoveepuhasti: vastupidav keemilisele erosioonile, tagades konstruktsiooni ohutuse.
Elektrolüütiline element: vastupidav happe- ja leeliskorrosioonile, parandades seadmete eluiga.
Roheline hoone
Energiasäästlikud hooned: vähendage materjalikulu ja järgige vähese CO2-heite trendi.
Ajalooliste hoonete restaureerimine: struktuurse toe pakkumine esialgset välimust kahjustamata.
Eriline keskkond
Sõjatehnika: löögikindel, korrosioonikindel, sobib varjatud rajatistele.
Meditsiiniasutused: mittemagnetilised materjalid, et vältida täppisseadmete häireid.
3. Turu staatus ja arengusuundumused
turu suurus
Eeldatakse, et maailmaturu suurus ulatub 2029. aastaks 450 miljoni USA dollarini ja aastane liitkasv on 11,5%.
Aasia Vaikse ookeani piirkonnas (eriti Hiinas ja Indias) on taristunõudluse kiireim kasv.
Peamised tootjad
Mateenbar, MRG Composites ja teised ettevõtted hõivavad ligikaudu 56% turuosast, samal ajal kui kodumaised ettevõtted, nagu Sinoma Technology, tõusevad järk-järgult.
Juhtivad tegurid
Poliitikatoetus: Roheline ehitus ja keskkonnasõbralik materjalipoliitika suurendavad nõudlust.
Kulude optimeerimine: tootmisprotsesside täiustamine materjalikulude vähendamiseks.
Toimivuse parandamine: suure tugevusega ja suure mooduliga kiudude kasutamine laiendab rakendusalasid.
Tehnoloogia suundumused
Madala hinnaga tootmine: pideva ekstrusioonitehnoloogia arendamine tootmise efektiivsuse parandamiseks.
Toimivuse optimeerimine: parandage elastsusmoodulit (eesmärk üle 50 GPa) ja töötage välja kõrgel temperatuuril vastupidavad vaigud.
Intelligentsed materjalid: integreeritud andurid struktuuri tervise jälgimiseks.
4 、 Standardid ja spetsifikatsioonid
rahvusvaheline standard
FIB näeb ette, et GFRP armatuuri tõmbetugevus peab olema ≥ 1000 MPa ja elastsusmoodul 40–55 GPa.
Keemilise korrosioonikindluse katse jaoks on vaja tugevuskadu ≤ 10%.
Ameerika standard
ACI 440 seeria jaoks on vaja projekteeritud tugevuse vähendamise tegurit 0,5-0,6 ja keemilise korrosioonikindluse katset (tugevuskadu ≤ 10%).
Hiina standardid
JGJ/T 336-2016 näeb ette, et GFRP armatuuri lühiajaline tõmbetugevus peab olema ≥ 1000 MPa ja betooni kaitsekihi paksus ≥ 20 mm (I klassi keskkond).
JG/T 406-2013 täpsustab, et tõmbetugevus on ≥ 550 MPa ja nihketugevus ≥ 110 MPa.
5, tulevikuväljavaated
Arukas hoone
Integreeritud fiiberoptilised andurid konstruktsiooni pinge ja deformatsiooni reaalajas jälgimiseks, suurendades ohutust.
Äärmuslik keskkonnatehnika
Kasutatakse süvamere-, polaar- ja muudel stsenaariumidel, kasutades korrosioonikindlaid ja kergeid omadusi.
ringmajandus
Töötage välja ringlussevõetav vaigumaatriks, et parandada materjali jätkusuutlikkust.
kulukonkurentsivõime
Tootmise ja tehnoloogilise innovatsiooni suurendamisega saab kulusid vähendada 1,5 korrani terasvarraste omadest, mis kiirendab asendusprotsessi.
6, väljakutsed ja vastumeetmed
Kulude küsimus
Praegune maksumus on umbes 2-3 korda suurem kui terasvarraste oma ning seda tuleb vähendada poliitikatoetuste ja suuremahulise tootmise abil.
Ühendustehnoloogia
Konstruktsiooni terviklikkuse tagamiseks töötage välja spetsiaalsed ankrud ja pistikud.
Pikaajalised jõudlusandmed
Tugevdage tegelikku tehnilist järelevalvet, koguge toimivusandmeid enam kui 20 aasta jooksul ja suurendage turu usaldust.
Klaaskiust tugevdus oma ainulaadsete toimivuseelistega areneb järk-järgult 'asendusmaterjalist' 'peavoolumaterjaliks', pakkudes ohutumaid, vastupidavamaid ja keskkonnasõbralikumaid lahendusi insenerivaldkonnale. Tehnoloogia arengu ja kulude optimeerimisega muutuvad selle rakendusväljavaated veelgi laiemaks.