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Analyse en profondeur de l'armature en polymère renforcé de fibres de verre (GFRP)
1 、 Essence et caractéristiques des matériaux
Le GFRP (Rebar en polymère renforcé en fibres de verre) est un matériau composite renforcé avec des fibres de verre et une matrice de résine, produite par des processus d'extrusion ou d'enroulement. Ses caractéristiques de base comprennent:
Léger et à haute résistance
La densité n'est que de 1/4 de barres d'acier (1,5 ~ 1,9 g / cm ⊃3;), mais la résistance à la traction peut atteindre 2,5 ~ 4 fois celle des barres d'acier HRB400 (comme les barres GFRP avec un diamètre de 25 mm, qui ont une résistance à la traction de 1066mpa).
Le module élastique est d'environ 1/5 de celui des barres en acier (40gpa), et le contrôle de la déformation doit être optimisé grâce à la conception structurelle.
Excellente résistance à la corrosion
Résistant aux ions du chlorure, à l'acide et à l'alcali et à la corrosion de l'eau de mer, adaptés à des environnements corrosifs tels que les usines chimiques et les projets de défense côtière.
Résistant à la carbonisation, à la résistance au gel et à une durée de vie structurelle prolongée.
diversité fonctionnelle
Non magnétique et non conducteur, adapté à des scénarios spéciaux tels que les centrales nucléaires et les salles d'IRM médicales.
Le coefficient d'expansion thermique est similaire à celui du béton, et la résistance à la liaison est plus forte.
2 、 champs d'application et valeur d'ingénierie
Génie civil
Support d'excavation: Remplacez la cage en acier pour éviter le risque de rupture de la machine à tunneling du bouclier et réduire les accidents de boue et d'eau.
Ponts et tunnels: réduire le poids structurel, améliorer la durabilité et réduire les coûts d'entretien.
génie maritime
Discks et plates-formes offshore: résistant à la corrosion de l'eau de mer, avec une durée de vie dépassant de loin l'acier traditionnel.
Industrie chimique et protection de l'environnement
Plantes de traitement des eaux usées et cellules électrolytiques: résistante à l'érosion chimique, assurant la sécurité structurelle.
Bâtiment vert
La conservation de l'énergie et la réduction de la consommation sont conformes à la tendance du développement à faible teneur en carbone.
Restauration des bâtiments historiques
Fournir un soutien structurel sans endommager l'apparence d'origine.
3 、 Avantages et limitations
Avantages et limitations
Résistance à la corrosion, longue durée de vie et coût élevé (environ 2-3 fois celle des barres d'acier)
Léger, haute résistance, sécurité de la construction, module élastique faible, nécessitant une conception spéciale
La technologie de connexion non magnétique / non conductive est complexe (nécessitant des dispositifs d'ancrage spécialisés)
Bonne stabilité thermique, accumulation insuffisante de données de performance à long terme
4 、 Tendances du marché et de développement
Taille du marché
On s'attend à ce que la taille du marché mondial atteigne 450 millions de dollars américains d'ici 2029, avec un taux de croissance annuel composé de 11,5%.
Principaux producteurs
Mateenbar, MRG Composites, et d'autres détiennent environ 56% de la part de marché.
Facteurs moteurs
Support politique (bâtiments verts, matériaux respectueux de l'environnement).
Exigences environnementales spéciales (marine, chimique).
Le processus d'urbanisation favorise la mise à niveau de la sécurité des bâtiments.
Tendances technologiques
Développer des processus de production à faible coût.
Optimiser les performances (comme l'augmentation du module élastique).
5 、 Normes et spécifications
norme internationale
FIB stipule que la résistance à la traction du renforcement du GFRP doit être ≥ 1000MPA, et le module élastique doit être de 40 à 55gpa.
Norme américaine
La série ACI 440 nécessite un facteur de réduction de résistance de conception de 0,5 à 0,6 et un test de résistance à la corrosion chimique (perte de résistance ≤ 10%).
Normes chinoises
JGJ / T 336-2016 stipule que la résistance à la traction ultime à court terme du renforcement du GFRP doit être ≥ 1000MPA, et l'épaisseur de la couche de protection en béton doit être ≥ 20 mm (environnement de classe I).
6 、 PROPOSTES FUTURES
Avec les progrès technologiques et l'optimisation des coûts, le renforcement du GFRP devrait se développer dans les domaines suivants:
Bâtiment intelligent: intégrer des capteurs pour obtenir une surveillance structurelle de la santé.
Génie de l'environnement extrême: en mer profonde, polaire et autres scénarios.
Économie circulaire: Développer des matrices de résine recyclable pour améliorer la durabilité matérielle.
Le renforcement du GFRP, avec ses avantages de performance uniques, évolue progressivement d'un matériau de substitut 'à un' matériau grand public ', offrant des solutions plus sûres, plus durables et respectueuses de l'environnement pour le champ d'ingénierie.