ניתוח עומק של חיזוק FRP עמיד בפני קורוזיה
1 、 מאפייני תמציות ומאפייני ליבה של חומרים
חיזוק FRP עמיד בפני קורוזיה (חיזוק מורכב מחוזק סיבים) הוא חומר מורכב העשוי מסיבים בעלי ביצועים גבוהים (כמו סיבי זכוכית, סיבי פחמן) ומטריקס אורגני (כגון שרף אפוקסי, שרף ויניל) באמצעות שחזה או תהליכים פיתולים, עם מאפייני הליבה הבאים:
קל משקל וחוזק גבוה
הצפיפות היא רק 1/4 מוטות פלדה (1.5-2.2 גרם/ס'מ), אך חוזק המתיחה יכול להגיע ל -500-900MPA (חלק מהמוצרים עולים על 1000 מ'פ), שהוא פי 1.5-2.5 מזה של מוטות פלדה HRB400.
מודולוס אלסטי ≥ 40GPA, אם כי נמוך מזה של מוטות פלדה, ניתן לבצע אופטימיזציה של בקרת עיוות באמצעות תכנון מבני.
עמידות בפני קורוזיה מעולה
זה יכול לעמוד בפני קורוזיה של סביבות כימיות קשות כמו חומצה, אלקלי ומלח, ולא יחליד או ישתנו. זה מתאים לסביבות מאכלות כמו צמחים כימיים ופרויקטים להגנה על החוף.
עמיד בפני פחמימות והפשרה הקפאה, ומפחית את עלויות התחזוקה.
גיוון פונקציונלי
לא מגנטי/לא מוליך: מתאים לתרחישים מיוחדים כמו תחנות כוח גרעיניות וחדרי MRI רפואיים.
יציבות תרמית טובה: מקדם ההתרחבות התרמית קרוב לזו של בטון, וכוח ההדבקה חזק יותר.
ביצועי העברת גל חזקים: אין צורך בטיפול דמגטיזציה, המתאים למתקנים כמו תחנות מכ'ם.
נוחות בנייה
צורה ואורך הניתנים להתאמה אישית, קשירה קלה באתר, ומפחיתה את עוצמת העבודה.
קל משקל, קל לטפל ולהתקין.
2 、 שדות יישומים ומקרים טיפוסיים
בניית חיזוק ותיקון
חיזוק גשר/רצפה: משפר את העמידות ויכולת הנושא עומס, ומרחיב את חיי השירות.
שיקום מבנים היסטוריים: מתן תמיכה מבנית מבלי לפגוע במראה המקורי.
הנדסה ימית
פלטפורמת מזח/מחוץ לחוף: עמידה בפני קורוזיה של מי ים ושחיקת ריסוס מלח.
שובר גלים: מתנגד לשחיקת מי הים ומפחית את תדירות התחזוקה.
תַשׁתִית
כבישים/מנהרות: מספקים פתרונות חיזוק יציבים לטווח הארוך להפחתת סיכוני ההתיישבות.
הנדסת שימור מים: עמידה בפני שחיקת מים, המתאימה לתרחישים כמו סכרים ותעלות.
סביבה מיוחדת
אזור כימי: עמיד בפני קורוזיה כימית, הגנה על מבנים מפני שחיקה.
מפעל לטיפול בתאים/ביוב אלקטרוליטיים: עמיד בפני קורוזיה של חומצה ואלקלי, שיפור תוחלת החיים של ציוד.
בניין ירוק
מבנים לחיסכון באנרגיה: הפחיתו את צריכת החומרים ותואמים את המגמה הנמוכה בפחמן.
בנייני אפס פחמן: עזרו בהשגת יעדי נייטרליות פחמן.
3 、 סטטוס שוק ומגמות פיתוח
גודל שוק
צפוי כי גודל השוק העולמי של חומרי חיזוק פלדת GFRP יגיע ל -450 מיליון דולר ארה'ב עד שנת 2029, עם קצב צמיחה שנתי מורכב של 11.5%.
באזור אסיה הפסיפיק (במיוחד סין והודו) יש את הצמיחה המהירה ביותר בביקוש התשתיות.
מפיקים עיקריים
Mateenbar, MRG מרוכבים וחברות אחרות תופסים כ -56% מנתח השוק, בעוד שמפעלים מקומיים כמו טכנולוגיית סינומה עולים בהדרגה.
גורמי נהיגה
תמיכה במדיניות: בנייה ירוקה ומדיניות חומרית ידידותית לסביבה מניעים את הביקוש.
אופטימיזציה על עלויות: שיפור תהליכי הייצור להפחתת עלויות החומר.
שיפור ביצועים: יישום סיבי מודולוס בעלי חוזק גבוה ומרחיב את שדות היישום.
מגמות טכנולוגיות
ייצור בעלות נמוכה: פיתוח טכנולוגיית שחול רציפה לשיפור יעילות הייצור.
אופטימיזציה לביצועים: שפר את המודולוס האלסטי (היעד מעל 50GPA) ופתח שרפים עמידים לטמפרטורה גבוהה.
חומרים חכמים: חיישנים משולבים להשגת ניטור בריאות מבני.
4 、 סטנדרטים ומפרטים
מראה וגודל
משטח עיצוב מושחל לחלוטין, עם צורת חוט מסודר וללא בועות או סדקים.
הקוטר הנומינלי הוא 10-36 מ'מ, ומפרטים נפוצים כוללים 20 מ'מ, 22 מ'מ, 25 מ'מ וכו '.
סטיית הישר היא ≤ 3 ~ 5 מ'מ/מ '(תלוי בקוטר).
רכוש מכני
חוזק מתיחה: ≥ 500 ~ 900MPa (תלוי בקוטר ובתהליך).
מודולוס אלסטי: ≥ 40GPA.
חוזק הגזירה: ≥ 110MPA.
זן מתיחה אולטימטיבי: ≥ 1.2%.
שיטת מבחן
מבחן הצפיפות יתבצע בהתאם ל- GB/T 1463.
ביצועי המתיחה יעמדו ב- GB/T26743.
חוזק הגזירה יבוצע בהתאם ל- JG/T 406.
מפרט יישום
הנדסת חפירה: חיזוק GFRP אינו משמש לתמיכה ברכיבי קרן, וקירות רציפים תת קרקעיים משמשים רק לתמיכה זמנית.
חיזוק מעורב: כאשר קיימת דרישה לבקרת עיוות, יש להעדיף חיזוק GFRP וחיזוק פלדה חיזוק מעורב.
5 、 סיכויים ואתגרים עתידיים
בניין אינטליגנטי
חיישני סיבים אופטיים משולבים לניטור בזמן אמת אחר לחץ ומתח מבני, ומשפרים את הבטיחות.
הנדסה סביבתית קיצונית
מיושם בתרחישים עמוקים, קוטביים ואחרים, תוך שימוש בתכונות עמידות בפני קורוזיה וקל משקל.
כלכלה מעגלית
פיתוח מטריצת שרף למחזור כדי לשפר את הקיימות החומרית.
עלות תחרותיות
על ידי קנה מידה של ייצור וחדשנות טכנולוגית, ניתן להפחית את העלויות תוך פי 1.5 מזו של מוטות פלדה, מה שמאיצב את תהליך ההחלפה.
אתגרים ואמצעי נגד
נושא העלות: העלות הנוכחית היא פי 2-3 מזו של מוטות פלדה, והיא צריכה להיות מופחתת באמצעות סובסידיות מדיניות וייצור בקנה מידה גדול.
טכנולוגיית חיבור: פיתוח עוגנים ומחברים מיוחדים כדי להבטיח שלמות מבנית.
נתוני ביצועים ארוכי טווח: חיזוק ניטור הנדסי בפועל, צבר נתוני ביצועים במשך למעלה מעשרים שנה ושפר את אמון השוק.
סורגי FRP עמידים בפני קורוזיה, עם יתרונות הביצועים הייחודיים שלהם, מתפתחים בהדרגה מ- 'חומרים אלטרנטיביים ' ל- 'חומרים מיינסטרים ', ומספקים פתרונות בטוחים יותר, עמידים יותר וידידותיים לסביבה לתחום ההנדסי. עם קידום הטכנולוגיה ואופטימיזציה של עלויות, סיכויי היישום שלה יהפכו רחבים עוד יותר.
