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Analisi della profondità del rinforzo filettato GFRP in materiali compositi rinforzati in fibra di vetro
1 、 Essenza e caratteristiche fondamentali dei materiali
Il rinforzo filettato GFRP è un materiale composito rinforzato con fibra di vetro e resina (come resina epossidica e resina in vinile) come matrice, realizzata dal processo di estrusione. La superficie è progettata con fili completi per migliorare le prestazioni di legame con il calcestruzzo. I suoi vantaggi fondamentali includono:
Leggero e ad alta resistenza
La densità è solo 1/4 di barre di acciaio (1,9 ~ 2,2 g/cm ⊃3;), ma la resistenza alla trazione può raggiungere 500 ~ 900 MPa (alcuni prodotti superano 1000MPA), che è 1,5 ~ 2,5 volte quella delle barre di acciaio HRB400.
Modulo elastico ≥ 40GPa, sebbene inferiore a quello delle barre di acciaio, il controllo della deformazione può essere ottimizzato attraverso la progettazione strutturale.
Eccellente resistenza alla corrosione
Resistente agli ioni cloruro, acido e alcali e corrosione dell'acqua di mare, adatti per ambienti corrosivi come piante chimiche e progetti di difesa costiera, con una durata della vita che supera di gran lunga l'acciaio tradizionale.
Resistente alla carbonizzazione e al congelamento-scongelamento, riducendo i costi di manutenzione.
Diversità funzionale
Non magnetico/non conduttivo: adatto a scenari speciali come centrali nucleari e stanze della risonanza magnetica medica.
Buona stabilità termica: il coefficiente di espansione termica è vicino a quello del calcestruzzo e la forza di legame è più forte.
Forte prestazioni di trasmissione delle onde: nessun trattamento di demagnetizzazione richiesto, adatto a strutture come le stazioni radar.
Comodità della costruzione
Forma e lunghezza personalizzabili, facile legame in loco, riduzione dell'intensità del lavoro.
Leggero, facile da gestire e installare.
2 、 campi di applicazione e casi tipici
Edificio rinforzo e riparazione
Rinforzo a ponte/pavimento: migliora la durata e la capacità di carico, estendendo la durata di servizio.
Restauro di edifici storici: fornire supporto strutturale senza danneggiare l'aspetto originale.
Ingegneria marina
Piattaforma Dock/Offshore: resistente alla corrosione dell'acqua di mare e all'erosione a spruzzo salino.
Breakwater: resiste all'erosione dell'acqua di mare e riduce la frequenza di manutenzione.
infrastruttura
Strade/tunnel: fornire soluzioni di rinforzo stabili a lungo termine per ridurre i rischi di insediamento.
Ingegneria di conservazione dell'acqua: resistente all'erosione dell'acqua, adatto a scenari come dighe e canali.
Ambiente speciale
Area chimica: resistente alla corrosione chimica, protezione delle strutture dall'erosione.
Impianto di trattamento elettrolitico delle cellule/liquami: resistente alla corrosione acida e alcalina, migliorando la durata della vita delle attrezzature.
Edificio verde
Edifici per il risparmio energetico: ridurre il consumo di materiale e conforme alla tendenza a basse emissioni di carbonio.
Edifici a carbonio zero: aiutano a raggiungere gli obiettivi di neutralità del carbonio.
3 、 Stato del mercato e tendenze di sviluppo
Dimensione del mercato
Si prevede che le dimensioni del mercato globale raggiungano i 450 milioni di dollari USA entro il 2029, con un tasso di crescita annuale composto dell'11,5%.
La regione dell'Asia del Pacifico (in particolare la Cina e l'India) ha la crescita più rapida della domanda di infrastrutture.
Produttori principali
Mateenbar, MRG Composites e altre società occupano circa il 56% della quota di mercato, mentre le imprese domestiche come la tecnologia Sinoma sono gradualmente in aumento.
Fattori di guida
Supporto politico: l'edilizia verde e le politiche materiali ecologiche guidano la domanda.
Ottimizzazione dei costi: miglioramento dei processi di produzione per ridurre i costi dei materiali.
Miglioramento delle prestazioni: l'applicazione di fibre di modulo ad alta resistenza e elevata espande i campi dell'applicazione.
Tendenze tecnologiche
Produzione a basso costo: sviluppare una tecnologia di estrusione continua per migliorare l'efficienza della produzione.
Ottimizzazione delle prestazioni: migliorare il modulo elastico (target superiore a 50 GPA) e sviluppare resine resistenti ad alta temperatura.
Materiali intelligenti: sensori integrati per raggiungere il monitoraggio della salute strutturale.
4 、 standard e specifiche
Aspetto e dimensioni
Design completamente filettato, con forma del filo ordinata e senza bolle o crepe.
Il diametro nominale è di 10-36 mm e le specifiche comunemente usate includono 20 mm, 22 mm, 25 mm, ecc.
La deviazione di rettilinea è ≤ 3 ~ 5 mm/m (a seconda del diametro).
Proprietà meccanica
Resistenza alla trazione: ≥ 500 ~ 900 MPA (a seconda del diametro e del processo).
Modulo elastico: ≥ 40GPA.
Resistenza a taglio: ≥ 110 MPA.
Ceppo di trazione finale: ≥ 1,2%.
Metodo di prova
Il test di densità deve essere condotto in conformità con GB/T 1463.
La prestazione di trazione deve essere conforme a GB/T26743.
La forza di taglio deve essere eseguita in conformità con JG/T 406.
Specifiche dell'applicazione
Ingegneria di scavo: il rinforzo GFRP non viene utilizzato per supportare i componenti del raggio e le pareti continue sotterranee vengono utilizzate solo per il supporto temporaneo.
Rinforzo misto: quando è necessario preferire un requisito per il controllo della deformazione, il rinforzo GFRP e il rinforzo mista di rinforzo in acciaio.
5 、 prospettive future
Edificio intelligente
Sensori in fibra ottica integrati per il monitoraggio in tempo reale della sollecitazione strutturale e della tensione, migliorando la sicurezza.
Ingegneria ambientale estrema
Applicato in scenari profondi, polari e altri, utilizzando proprietà resistenti alla corrosione e leggera.
Economia circolare
Sviluppare una matrice di resina riciclabile per migliorare la sostenibilità dei materiali.
Costo competitività
Rapicando l'innovazione di produzione e tecnologica, i costi possono essere ridotti entro 1,5 volte quello delle barre d'acciaio, accelerando il processo di sostituzione.
6 、 sfide e contromisure
Problema di costo
Il costo attuale è di circa 2-3 volte quello delle barre d'acciaio e deve essere ridotto attraverso sussidi alla politica e produzione su larga scala.
Tecnologia di connessione
Sviluppare ancore e connettori specializzati per garantire l'integrità strutturale.
Dati delle prestazioni a lungo termine
Rafforzare il monitoraggio ingegneristico effettivo, accumulare dati sulle prestazioni per più di 20 anni e migliorare la fiducia del mercato.
Le barre filettate GFRP, con i loro vantaggi di prestazioni unici, si stanno gradualmente evolvendo da 'materiali alternativi ' a 'materiali tradizionali ', fornendo soluzioni più sicure, più durevoli e rispettose dell'ambiente per il campo ingegneristico. Con l'avanzamento della tecnologia e l'ottimizzazione dei costi, le sue prospettive di applicazione diventeranno ancora più ampie.