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ガラス繊維強化ポリマー(GFRP)補強の深さ分析
1、材料の本質と特性
GFRP(ガラス繊維強化ポリマーrebAR)は、押し出しまたは巻線プロセスを通じて生成されるガラス繊維と樹脂マトリックスで強化された複合材料です。そのコア機能は次のとおりです。
軽量で高強度
密度はスチールバー(1.5〜1.9g/cm 3;)の1/4ですが、引張強度はHRB400スチールバーの2.5〜4倍に達することがあります(直径25mmのGFRPバーなど、引張強度は1066mpaです)。
弾性弾性率は、スチールバー(40GPA)の約1/5であり、変形制御を構造設計を通じて最適化する必要があります。
優れた腐食抵抗
塩化物イオン、酸およびアルカリ、および海水腐食に耐性があり、化学植物や沿岸防衛プロジェクトなどの腐食性環境に適しています。
炭化、霜耐性、および拡張された構造寿命に耐性があります。
機能的多様性
非磁気および非導電性、原子力発電所や医療MRI室などの特別なシナリオに適しています。
熱膨張係数はコンクリートの係数と類似しており、結合強度は強くなります。
2、アプリケーションフィールドとエンジニアリング値
土木工学
掘削サポート:シールドトンネリングマシンの破壊と泥と水の突入を減らすリスクを回避するために、スチールケージを交換します。
橋とトンネル:構造的重量を減らし、耐久性を高め、メンテナンスコストを削減します。
海洋工学
ドックとオフショアプラットフォーム:海水腐食に耐性があり、寿命は従来の鋼をはるかに超えています。
化学産業と環境保護
廃水処理植物と電解細胞:化学侵食に耐性があり、構造的安全性を確保します。
緑の建物
省エネと消費の削減は、低炭素発達の傾向に沿っています。
歴史的な建物の修復
元の外観を損傷することなく構造的サポートを提供します。
3.利点と制限
利点と制限
腐食抵抗、長寿命、高コスト(スチールバーの約2〜3倍)
軽量、高強度、建設安全、低弾性率、特別なデザインが必要
非磁気/非導電性接続技術は複雑です(特殊なアンカーデバイスが必要です)
優れた熱安定性、長期パフォーマンスデータの蓄積が不十分です
4、市場と開発動向
市場規模
2029年までに世界の市場規模は4億5,000万米ドルに達すると予想され、複合年間成長率は11.5%です。
メインプロデューサー
Mateenbar、MRG Compositesなど、市場シェアの約56%を保持しています。
運転要因
政策サポート(緑の建物、環境に優しい材料)。
特別な環境要件(海洋、化学物質)。
都市化プロセスは、建物の安全性のアップグレードを促進します。
テクノロジートレンド
低コストの生産プロセスを開発します。
パフォーマンスを最適化します(弾性率の増加など)。
5、標準と仕様
国際標準
FIBは、GFRP補強の引張強度が1000mpa以上であり、弾性弾性率は40-55GPaでなければならないことを規定しています。
アメリカ標準
ACI 440シリーズでは、設計強度還元係数0.5-0.6と化学腐食抵抗テスト(強度損失10%以下)が必要です。
中国の基準
JGJ/T 336-2016は、GFRP補強の短期的な最終的な引張強度は1000mPa以上であり、コンクリート保護層の厚さは20mm以上でなければならないことを規定しています(クラスI環境)。
6、将来の見通し
技術の進歩とコストの最適化により、GFRPの強化は次の分野でさらに拡大することが期待されています。
インテリジェントビルディング:センサーを統合して、構造的な健康監視を実現します。
極端な環境工学:深海、極地、その他のシナリオ。
循環経済:材料の持続可能性を高めるために、リサイクル可能な樹脂マトリックスを開発します。
独自のパフォーマンスの利点を備えたGFRP補強材は、「代替材料」から '主流の材料'に徐々に進化しており、エンジニアリング分野に安全で耐久性があり環境に優しいソリューションを提供します。