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Análise de profundidade do reforço de polímero reforçado com fibra de vidro (GFRP)
1 、 Essence e características dos materiais
O GFRP (vergalhão de polímero reforçado com fibra de vidro) é um material composto reforçado com fibra de vidro e matriz de resina, produzido através de processos de extrusão ou enrolamento. Seus principais recursos incluem:
Leve e alta resistência
A densidade é de apenas 1/4 de barras de aço (1,5 ~ 1,9g/cm ⊃3;), mas a resistência à tração pode atingir 2,5 ~ 4 vezes a das barras de aço HRB400 (como barras de GFRP com um diâmetro de 25 mm, que têm uma resistência à tração de 1066MPa).
O módulo elástico é de cerca de 1/5 da das barras de aço (40GPa) e o controle de deformação precisa ser otimizado através do projeto estrutural.
Excelente resistência à corrosão
Resistente a íons cloreto, ácido e álcalis e corrosão da água do mar, adequados para ambientes corrosivos, como plantas químicas e projetos de defesa costeira.
Resistente à carbonização, resistência à geada e vida útil estrutural prolongada.
diversidade funcional
Não magnético e não condutor, adequado para cenários especiais, como usinas nucleares e salas de ressonância magnética médica.
O coeficiente de expansão térmica é semelhante ao do concreto e a força de ligação é mais forte.
2 、 Campos de aplicação e valor de engenharia
Engenharia Civil
Suporte a escavação: substitua a gaiola de aço para evitar o risco de quebrar a máquina de tunelamento de escudo e reduzir os acidentes de lama e água.
Pontes e túneis: reduza o peso estrutural, aumente a durabilidade e reduza os custos de manutenção.
Engenharia Marinha
Docas e plataformas offshore: resistente à corrosão da água do mar, com uma vida útil excedendo em muito o aço tradicional.
Indústria química e proteção ambiental
Plantas de tratamento de águas residuais e células eletrolíticas: resistentes à erosão química, garantindo a segurança estrutural.
Edifício verde
A conservação de energia e a redução do consumo estão alinhadas com a tendência do desenvolvimento de baixo carbono.
Restauração de edifícios históricos
Forneça suporte estrutural sem danificar a aparência original.
3 、 Vantagens e limitações
Vantagens e limitações
Resistência à corrosão, vida útil longa e alto custo (cerca de 2-3 vezes o de barras de aço)
Segurança leve, de alta resistência, construção, módulo elástico baixo, exigindo design especial
A tecnologia de conexão não magnética/não condutora é complexa (exigindo dispositivos de ancoragem especializados)
Boa estabilidade térmica, acúmulo insuficiente de dados de desempenho a longo prazo
4 、 Tendências de mercado e desenvolvimento
Tamanho de mercado
Espera -se que o tamanho do mercado global atinja 450 milhões de dólares americanos até 2029, com uma taxa de crescimento anual composta de 11,5%.
Principais produtores
Mateenbar, MRG Composites e outros detêm aproximadamente 56% da participação de mercado.
Fatores determinantes
Suporte de políticas (edifícios verdes, materiais ecológicos).
Requisitos ambientais especiais (marítimo, químico).
O processo de urbanização promove a atualização da segurança da construção.
Tendências de tecnologia
Desenvolva processos de produção de baixo custo.
Otimize o desempenho (como aumentar o módulo de elasticidade).
5 、 Padrões e especificações
padrão internacional
O FIB estipula que a resistência à tração do reforço de GFRP deve ser ≥ 1000MPa, e o módulo de elasticidade deve ser de 40-55GPa.
American Standard
A série ACI 440 requer um fator de redução de força de projeto de 0,5-0,6 e um teste de resistência à corrosão química (perda de força ≤ 10%).
Padrões chineses
JGJ/T 336-2016 estipula que a resistência à tração final a curto prazo do reforço de GFRP deve ser ≥ 1000mPa, e a espessura da camada protetora de concreto deve ser ≥ 20 mm (ambiente de classe I).
6 、 Perspectivas futuras
Com os avanços tecnológicos e a otimização de custos, espera -se que o reforço da GFRP expanda ainda mais nas seguintes áreas:
Construção inteligente: integrando sensores para alcançar o monitoramento estrutural da saúde.
Engenharia Ambiental Extrema: Deep Mar, Polar e outros cenários.
Economia circular: Desenvolvimento de matrizes de resina reciclável para melhorar a sustentabilidade material.
O reforço GFRP, com suas vantagens exclusivas de desempenho, está gradualmente evoluindo de um material 'substituto' para um material principal ', fornecendo soluções mais seguras, duráveis e ambientalmente amigáveis para o campo de engenharia.