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Analisi della profondità del rinforzo FRP resistente alla corrosione
1 、 Essenza e caratteristiche fondamentali dei materiali
Il rinforzo FRP resistente alla corrosione (rinforzo composito rinforzato con fibra) è un materiale composito realizzato con fibre ad alte prestazioni (come fibra di vetro, fibra di carbonio) e matrice organica (come resina epossidica, resina in vinile) attraverso estrusione o processi di avvolgimento, con le seguenti caratteristiche di base:
Leggero e ad alta resistenza
La densità è solo 1/4 di barre di acciaio (1,5-2,2 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
Può resistere alla corrosione di ambienti chimici duri come acido, alcali e sale e non arrugginire o corrode. È adatto per ambienti corrosivi come piante chimiche e progetti di difesa costiera.
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 dei materiali di rinforzo in acciaio GFRP raggiungano 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 e sfide 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.
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 FRP resistenti alla corrosione, 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.