Análise de profundidade do reforço de FRP resistente à corrosão
1 、 Essence e características centrais dos materiais
O reforço de FRP resistente à corrosão (reforço composto reforçado com fibra) é um material composto feito de fibras de alto desempenho (como fibra de vidro, fibra de carbono) e matriz orgânica (como resina epóxi, resina de vinil) através de processos de extrusão ou enrolamento, com as seguintes características principais::
Leve e alta resistência
A densidade é de apenas 1/4 de barras de aço (1,5-2,2g/cm ³), mas a resistência à tração pode atingir 500-900MPa (alguns produtos excedem 1000mpa), que é 1,5-2,5 vezes a das barras de aço HRB400.
Módulo elástico ≥ 40 GPa, embora menor que o de barras de aço, o controle de deformação pode ser otimizado através do projeto estrutural.
Excelente resistência à corrosão
Pode resistir à corrosão de ambientes químicos severos, como ácido, álcalis e sal, e não enferrujar ou corroer. É adequado para ambientes corrosivos, como plantas químicas e projetos de defesa costeira.
Resistente à carbonização e congelamento, reduzindo os custos de manutenção.
diversidade funcional
Não magnético/não condutor: Adequado para cenários especiais, como usinas nucleares e salas de ressonância magnética médica.
Boa estabilidade térmica: o coeficiente de expansão térmica é próximo ao do concreto e a força de ligação é mais forte.
Desempenho de transmissão de ondas fortes: não é necessário tratamento de desmagnetização, adequado para instalações como estações de radar.
Conveniência da construção
Forma e comprimento personalizáveis, fácil ligação no local, reduzindo a intensidade do trabalho.
Leve, fácil de manusear e instalar.
2 、 Campos de aplicação e casos típicos
Construindo reforço e reparo
Reforço da ponte/piso: aprimora a durabilidade e a capacidade de suporte de carga, prolongando a vida útil do serviço.
Restauração de edifícios históricos: fornecendo suporte estrutural sem danificar a aparência original.
Engenharia Marinha
Plataforma de dock/offshore: resistente à corrosão da água do mar e erosão por spray de sal.
Breakwater: resiste à erosão da água do mar e reduz a frequência de manutenção.
infraestrutura
Estradas/túneis: Forneça soluções de reforço estável a longo prazo para reduzir os riscos de liquidação.
Engenharia de Conservancy da Água: Resistente à erosão da água, adequada para cenários como barragens e canais.
ambiente especial
Área química: resistente à corrosão química, protegendo estruturas da erosão.
Planta de células eletrolíticas/esgoto: resistente à corrosão ácida e alcalina, melhorando a vida útil do equipamento.
Edifício verde
Edifícios de economia de energia: reduza o consumo de material e esteja em conformidade com a tendência de baixo carbono.
Zero edifícios de carbono: ajude a atingir as metas de neutralidade de carbono.
3 、 Status do mercado e tendências de desenvolvimento
tamanho de mercado
Espera -se que o tamanho do mercado global de materiais de reforço de aço GFRP atinja 450 milhões de dólares americanos até 2029, com uma taxa de crescimento anual composta de 11,5%.
A região da Ásia -Pacífico (especialmente a China e a Índia) tem o crescimento mais rápido na demanda de infraestrutura.
Principais produtores
Mateenbar, MRG Composites e outras empresas ocupam aproximadamente 56% da participação de mercado, enquanto empresas domésticas como a tecnologia Sinoma estão gradualmente aumentando.
Fatores determinantes
Suporte de políticas: Construção verde e políticas de materiais ecológicas impulsionam a demanda.
Otimização de custos: melhorando os processos de produção para reduzir os custos de material.
Melhoria de desempenho: A aplicação de fibras de alta resistência e alta módulo expande os campos de aplicação.
Tendências de tecnologia
Produção de baixo custo: desenvolvendo tecnologia de extrusão contínua para melhorar a eficiência da produção.
Otimização de desempenho: melhore o módulo de elasticidade (alvo acima de 50gPa) e desenvolva resinas resistentes a alta temperatura.
Materiais inteligentes: sensores integrados para alcançar o monitoramento estrutural da saúde.
4 、 Padrões e especificações
Aparência e tamanho
Design totalmente rosqueado da superfície, com forma de rosca arrumada e sem bolhas ou rachaduras.
O diâmetro nominal é de 10-36 mm e as especificações comumente usadas incluem 20 mm, 22mm, 25 mm, etc.
O desvio da reta é ≤ 3 ~ 5mm/m (dependendo do diâmetro).
propriedade mecânica
Resistência à tração: ≥ 500 ~ 900MPa (dependendo do diâmetro e processo).
Módulo elástico: ≥ 40gPa.
Resistência ao cisalhamento: ≥ 110MPa.
Ultimate Tensile Tress: ≥ 1,2%.
Método de teste
O teste de densidade deve ser realizado de acordo com o GB/T 1463.
O desempenho da tração deve cumprir com GB/T26743.
A resistência ao cisalhamento deve ser executada de acordo com JG/T 406.
Especificações de aplicação
Engenharia de escavação: O reforço de GFRP não é usado para suportar componentes de feixe, e as paredes contínuas subterrâneas são usadas apenas para suporte temporário.
Reforço misto: quando há um requisito para controle de deformação, reforço de GFRP e reforço de reforço de aço, deve ser o preferido.
5 、 Perspectivas e desafios futuros
Edifício inteligente
Sensores integrados de fibra óptica para monitoramento em tempo real do estresse e tensão estruturais, aumentando a segurança.
Extreme Engenharia Ambiental
Aplicado em cenários profundos, polares e outros, utilizando propriedades resistentes à corrosão e leves.
economia circular
Desenvolva a matriz de resina reciclável para melhorar a sustentabilidade material.
Competitividade de custos
Ao ampliar a produção e a inovação tecnológica, os custos podem ser reduzidos a 1,5 vezes o das barras de aço, acelerando o processo de substituição.
Desafios e contramedidas
Emissão de custo: O custo atual é de cerca de 2-3 vezes o das barras de aço e precisa ser reduzido por meio de subsídios políticos e produção em larga escala.
Tecnologia de conexão: desenvolva âncoras e conectores especializados para garantir a integridade estrutural.
Dados de desempenho de longo prazo: fortalecer o monitoramento real da engenharia, acumular dados de desempenho por mais de 20 anos e melhorar a confiança do mercado.
As barras FRP resistentes à corrosão, com suas vantagens únicas de desempenho, estão gradualmente evoluindo de 'Materiais Alternativos ' para 'Materiais Mainstream ', fornecendo soluções mais seguras, duráveis e ambientalmente amigáveis para o campo de engenharia. Com o avanço da tecnologia e da otimização de custos, suas perspectivas de aplicativos se tornarão ainda mais amplas.
