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Análise abrangente de barras de polímero reforçado com fibra de vidro (GFRP)
1 、 Definição e composição
O reforço de polímero reforçado com fibra de vidro (GFRP) é um novo tipo de material composto de fibras de vidro de alta eficiência e matriz de resina, abreviadas como reforço de GFRP. Seus componentes principais incluem:
Material de reforço: Classe E ou saia desarrumada da classe S feita de fibra de vidro livre de álcalis com um teor de alcalina inferior a 1%.
Materiais da matriz: resina epóxi, resina de vinil, etc., formada pelo processo de enrolamento de extrusão com agente de cura.
Características da aparência: corpo de haste rosqueada completa, superfície uniforme sem rachaduras, formato de rosca, em conformidade com padrões como barras reforçadas de fibra de vidro para engenharia civil '(JG/T 406-2013).
2 、 Vantagens principais de desempenho
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 é melhor que as barras de aço comuns, 20% mais altas que as barras de aço da mesma especificação, e a resistência à fadiga é excelente.
Resistência à corrosão
Resistente a ácido e álcalis, íons cloreto e erosão da solução de pH baixa, especialmente adequada para ambientes corrosivos, como tratamento marinho, químico e de esgoto, com uma vida útil de projeto de até 100 anos.
Isolamento eletromagnético
Material não magnético com forte permeabilidade de onda magnética, adequada para cenários como salas de ressonância magnética nuclear, paredes de isolamento elétrico, data centers, etc. que requerem evitar a interferência eletromagnética.
Desempenho termodinâmico
O coeficiente de expansão térmica é próximo ao do concreto, e a força de ligação é forte; Estabilidade dimensional sob estresse térmico, condutividade não térmica, retardador de chama e anti-estática.
Designabilidade
Ajustando o teor de fibras de vidro, a fórmula de resina e o processo de moldagem, várias formas, como barras retas, estribos em espiral e barras de treliça, podem ser personalizados para atender aos requisitos do projeto estrutural complexo.
3 、 Campos de aplicação
Engenharia Geotécnica
Substitua as hastes de ancoragem de aço tradicionais para reforço de túnel, inclinação e metrô, resolva o problema de corrosão das hastes de ancoragem de aço e reduza os riscos de construção (como lama e picos de água).
Estrutura de concreto
Pavimento reforçado contínuo: supera as desvantagens da corrosão de aço e mantém alta capacidade de rolamento e durabilidade do pavimento.
Engenharia de Bridge: Usado para novas construções, reforço e manutenção, para suportar tensão/pressão e prolongar a vida útil das estruturas.
Cena especial
Engenharia de Defesa Costeira/Docagem: Resista à corrosão da água do mar e reduza os custos de manutenção.
Sala de ressonância magnética nuclear: Materiais não magnéticos para evitar a interferência do equipamento.
Parede de isolamento elétrico: evita a interferência eletromagnética e garante a segurança do equipamento.
Engenharia subterrânea
Subway Shield Tunneling: A gaiola de reforço de fibra de vidro pode ser cortada diretamente pela máquina de tunelamento de escudo, evitando a quebra manual de paredes contínuas e diminuindo o período de construção em mais de 30%.
4 、 Status e tendências do mercado
Tamanho do mercado: As vendas globais de tendões de GFRP atingiram 710 milhões de dólares americanos em 2021, que deverá aumentar para 1,1 bilhão de dólares em 2028, com uma taxa de crescimento anual composta de 6,2%.
Distribuição Regional: A região da Ásia -Pacífico detém uma participação de 42% (impulsionada pela demanda da China e da Índia), enquanto a América do Norte e a Europa têm 24%.
Setores a jusante: as pontes/portas representam 34% do mercado, seguidas por túneis, metrôs e projetos de conservação de água.
Fatores determinantes: Maior investimento na construção de infraestrutura, promoção de políticas ambientais e inovação tecnológica (como a aplicação de fibras de alta resistência).
5 、 Limitações e soluções
Materiais quebradiços: Durante a construção, deve -se prestar atenção ao comprimento da volta e as treliças de aço removíveis podem precisar ser adicionadas para garantir a estabilidade.
Emissão de custo: o preço unitário é um pouco maior que o das barras de aço, mas a eficiência geral da construção, os custos de manutenção e a vida útil prolongada resultam em custo-efetividade significativa durante todo o ciclo de vida.
6 、 Perspectivas futuras
Alto desempenho: desenvolvendo fórmulas de alto módulo e alta temperatura, expandindo-se para campos como engenharia oceânica e construção polar.
Promoção de padronização: melhorar os padrões do setor (como os métodos de teste mecânico GB/T 30022-2013) e melhorar a aceitação do mercado.
Posicionamento de Materiais de Construção Verde: De acordo com as metas de neutralidade de carbono, substituindo barras de aço tradicionais, reduzindo o consumo de recursos e a poluição ambiental.
Conclusão: As barras reforçadas de fibra de vidro estão gradualmente se tornando um material revolucionário no campo da engenharia civil devido à sua excelente resistência à corrosão, propriedades leves e de alta resistência e isolético. Com a iteração tecnológica e a expansão do mercado, seus cenários de aplicação continuarão a se expandir, fornecendo soluções mais eficientes e sustentáveis para a construção global de infraestrutura.