| مقدار: | |
|---|---|
تجزیه و تحلیل عمق پلیمر تقویت شده فیبر شیشه ای (GFRP)
1 、 جوهر و ویژگی های مواد
GFRP (میلر پلیمری تقویت شده فیبر شیشه ای) یک ماده کامپوزیت است که با فیبر شیشه ای و ماتریس رزین تقویت می شود ، که از طریق فرآیندهای اکستروژن یا سیم پیچ تولید می شود. ویژگی های اصلی آن شامل موارد زیر است:
سبک وزن و با استحکام بالا
چگالی فقط 1/4 میله های فولادی (1.5 ~ 1.9 گرم در سانتی متر ⊃3 ؛) است ، اما مقاومت کششی می تواند به 4 برابر 4 برابر میله های فولادی HRB400 (مانند میله های GFRP با قطر 25 میلی متر ، که دارای استحکام کششی 1066MPA هستند) برسد.
مدول الاستیک حدود 1/5 از میله های فولادی (40GPA) است و کنترل تغییر شکل باید از طریق طراحی ساختاری بهینه شود.
مقاومت در برابر خوردگی عالی
مقاوم در برابر یون های کلرید ، اسید و قلیایی و خوردگی آب دریا ، مناسب برای محیط های خورنده مانند گیاهان شیمیایی و پروژه های دفاعی ساحلی.
مقاوم در برابر کربن سازی ، مقاومت به یخبندان و طول عمر ساختاری طولانی.
تنوع عملکردی
غیر مغناطیسی و غیر رسانا ، مناسب برای سناریوهای خاص مانند نیروگاههای هسته ای و اتاقهای MRI پزشکی.
ضریب انبساط حرارتی شبیه به بتن است و استحکام پیوند قوی تر است.
2 、 زمینه های کاربردی و ارزش مهندسی
مهندسی عمران
پشتیبانی از حفاری: قفس فولادی را جایگزین کنید تا از خطر شکستن دستگاه تونل سازی سپر جلوگیری کنید و تصادفات گل و لای و آب را کاهش دهید.
پل ها و تونل ها: کاهش وزن ساختاری ، افزایش دوام و کاهش هزینه های نگهداری.
مهندسی دریایی
اسکله ها و سکوهای دریایی: مقاوم در برابر خوردگی در آب دریا ، با طول عمر بسیار زیاد از فولاد سنتی.
صنعت شیمیایی و حفاظت از محیط زیست
گیاهان تصفیه فاضلاب و سلولهای الکترولیتی: مقاوم در برابر فرسایش شیمیایی ، اطمینان از ایمنی ساختاری.
ساختمان سبز
حفظ انرژی و کاهش مصرف مطابق با روند توسعه کم کربن است.
ترمیم ساختمانهای تاریخی
پشتیبانی ساختاری را بدون آسیب رساندن به ظاهر اصلی ارائه دهید.
3 、 مزایا و محدودیت ها
مزایا و محدودیت ها
مقاومت در برابر خوردگی ، طول عمر طولانی و هزینه بالا (حدود 2-3 برابر میله های فولادی)
سبک ، استحکام بالا ، ایمنی ساخت و ساز ، مدول الاستیک کم ، نیاز به طراحی ویژه
فناوری اتصال غیر مغناطیسی/غیر رسانا پیچیده است (نیاز به دستگاه های لنگرگاه تخصصی)
ثبات حرارتی خوب ، تجمع کافی از داده های عملکرد بلند مدت
4 、 روند بازار و توسعه
اندازه بازار
پیش بینی می شود که اندازه بازار جهانی تا سال 2029 به 450 میلیون دلار آمریکا برسد و نرخ رشد سالانه 11.5 ٪ باشد.
تولید کنندگان اصلی
Mateenbar ، MRG Composites و دیگران تقریباً 56 ٪ از سهم بازار را در خود جای داده اند.
عوامل محرک
پشتیبانی از سیاست (ساختمانهای سبز ، مواد سازگار با محیط زیست).
الزامات خاص محیطی (دریایی ، شیمیایی).
فرایند شهرنشینی باعث ارتقاء ایمنی ساختمان می شود.
روندهای فناوری
فرآیندهای تولید کم هزینه را توسعه دهید.
بهینه سازی عملکرد (مانند افزایش مدول الاستیک).
5 、 استانداردها و مشخصات
معیار بین المللی
فیبر تصریح می کند که استحکام کششی تقویت GFRP باید 1000mpa پوند باشد و مدول الاستیک باید 40-55GPA باشد.
معیار آمریکایی
سری ACI 440 نیاز به ضریب کاهش قدرت طراحی 0.5-0.6 و یک آزمایش مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی (از دست دادن قدرت 10 ٪) دارد.
استانداردهای چینی
JGJ/T 336-2016 تصریح می کند که مقاومت کششی نهایی کوتاه مدت تقویت GFRP باید 1000MPa ≥ باشد ، و ضخامت لایه محافظ بتونی باید 20 میلی متر (محیط کلاس I) باشد.
6 、 چشم انداز آینده
با پیشرفت های تکنولوژیکی و بهینه سازی هزینه ، انتظار می رود تقویت GFRP در زمینه های زیر گسترش یابد:
ساختمان هوشمند: ادغام سنسورها برای دستیابی به نظارت بر سلامت ساختاری.
مهندسی شدید محیط زیست: دریای عمیق ، قطبی و سناریوهای دیگر.
اقتصاد دایره ای: توسعه ماتریس رزین قابل بازیافت برای تقویت پایداری مواد.
تقویت GFRP ، با مزایای عملکرد منحصر به فرد خود ، به تدریج از یک 'ماده جایگزین ' به 'ماده اصلی' 'در حال ارائه راه حل های ایمن تر ، با دوام تر و سازگار با محیط زیست برای زمینه مهندسی است.