Резьбовая арматура из стеклопластика

Анализ глубины резьбовой арматуры из стеклопластика в композитных материалах, армированных стекловолокном

1、 Сущность и основные характеристики материалов.

Резьбовая арматура из стеклопластика представляет собой композитный материал, армированный стекловолокном и смолой (например, эпоксидной смолой и виниловой смолой) в качестве матрицы, изготовленный методом экструзии. Поверхность имеет полную резьбу для улучшения сцепления с бетоном. Его основные преимущества включают в себя:

Легкий и высокопрочный

Плотность составляет всего 1/4 от стальных стержней (1,9–2,2 г/см ⊃3;), но прочность на растяжение может достигать 500–900 МПа (некоторые изделия превышают 1000 МПа), что в 1,5–2,5 раза выше, чем у стальных стержней HRB400.

Модуль упругости ≥ 40 ГПа, хотя и ниже, чем у стальных стержней, контроль деформации можно оптимизировать за счет проектирования конструкции.

Отличная коррозионная стойкость

Устойчив к ионам хлорида, кислоте и щелочи, а также коррозии морской воды, подходит для агрессивных сред, таких как химические заводы и проекты береговой обороны, со сроком службы, намного превышающим срок службы традиционной стали.

Устойчив к карбонизации и замораживанию-оттаиванию, что снижает затраты на техническое обслуживание.

Функциональное разнообразие

Немагнитный/непроводящий: подходит для особых условий, таких как атомные электростанции и медицинские кабинеты МРТ.

Хорошая термическая стабильность: коэффициент теплового расширения близок к коэффициенту теплового расширения бетона, а прочность сцепления выше.

Высокие характеристики передачи волн: не требуется обработка размагничиванием, подходит для таких объектов, как радиолокационные станции.

Удобство строительства

Настраиваемая форма и длина, простота закрепления на месте, снижение трудоемкости.

Легкий, простой в обращении и установке.

2、 Области применения и типичные случаи

Армирование и ремонт зданий

Армирование моста/пола: повышает долговечность и несущую способность, продлевая срок службы.

Реставрация исторических зданий: обеспечение структурной поддержки без повреждения первоначального вида.

морская техника

Док/морская платформа: устойчива к коррозии в морской воде и эрозии солевыми брызгами.

Волнорез: противостоит эрозии морской водой и снижает частоту технического обслуживания.

инфраструктура

Дороги/туннели: Обеспечьте долгосрочные стабильные решения по армированию для снижения рисков заселения.

Водосберегающая инженерия: устойчива к водной эрозии, подходит для таких сценариев, как плотины и каналы.

Особая среда

Химическая область: устойчив к химической коррозии, защищает конструкции от эрозии.

Электролитическая ячейка/установка очистки сточных вод: устойчива к кислотной и щелочной коррозии, увеличивает срок службы оборудования.

Зеленое здание

Энергосберегающие здания: сокращают расход материалов и соответствуют тенденции снижения выбросов углекислого газа.

Здания с нулевым выбросом углерода: помогают достичь целей углеродной нейтральности.

3. Состояние рынка и тенденции развития.

Размер рынка

Ожидается, что к 2029 году объем мирового рынка достигнет 450 миллионов долларов США, а совокупный годовой темп роста составит 11,5%.

В Азиатско-Тихоокеанском регионе (особенно в Китае и Индии) наблюдается самый быстрый рост спроса на инфраструктуру.

Основные производители

Mateenbar, MRG Composites и другие компании занимают примерно 56% доли рынка, в то время как отечественные предприятия, такие как Sinoma Technology, постепенно растут.

Движущие факторы

Политическая поддержка: Экологичное строительство и политика в отношении экологически чистых материалов стимулируют спрос.

Оптимизация затрат: Совершенствование производственных процессов для снижения материальных затрат.

Улучшение производительности: применение высокопрочных и высокомодульных волокон расширяет области применения.

Технологические тенденции

Низкая себестоимость производства: Разработка технологии непрерывной экструзии для повышения эффективности производства.

Оптимизация производительности: Улучшите модуль упругости (целевой показатель выше 50 ГПа) и разработайте устойчивые к высоким температурам смолы.

Интеллектуальные материалы: встроенные датчики для мониторинга состояния конструкций.

4、 Стандарты и спецификации

Внешний вид и размер

Поверхность полностью резьбовая, с аккуратной формой резьбы, без пузырей и трещин.

Номинальный диаметр составляет 10–36 мм, обычно используемые характеристики включают 20 мм, 22 мм, 25 мм и т. д.

Отклонение от прямолинейности составляет ≤ 3~5 мм/м (в зависимости от диаметра).

механическое свойство

Предел прочности: ≥ 500–900 МПа (в зависимости от диаметра и процесса).

Модуль упругости: ≥ 40 ГПа.

Прочность на сдвиг: ≥ 110 МПа.

Предельная деформация при растяжении: ≥ 1,2%.

метод испытания

Испытание на плотность должно проводиться в соответствии с GB/T 1463.

Прочность на растяжение должна соответствовать GB/T26743.

Прочность на сдвиг должна соответствовать стандарту JG/T 406.

Характеристики приложения

Проектирование земляных работ: армирование из стеклопластика не используется для поддержки компонентов балок, а подземные сплошные стены используются только для временной поддержки.

Смешанное армирование. Когда существует потребность в контроле деформации, следует отдать предпочтение армированию из стеклопластика и смешанной армированию из стальной арматуры.

5、 Перспективы на будущее

Интеллектуальное здание

Встроенные оптоволоконные датчики для мониторинга структурных напряжений и деформаций в режиме реального времени, повышающие безопасность.

Экстремальная экологическая инженерия

Применяется в глубоководных, полярных и других условиях, используя коррозионностойкие и легкие свойства.

циркулярная экономика

Разработайте матрицу из перерабатываемой смолы, чтобы повысить экологичность материалов.

конкурентоспособность затрат

За счет расширения производства и технологических инноваций затраты могут быть снижены примерно в 1,5 раза по сравнению со стальными стержнями, что ускоряет процесс замены.

6、 Проблемы и меры противодействия

Вопрос стоимости

Текущая стоимость примерно в 2-3 раза превышает стоимость стальных стержней, и ее необходимо снизить за счет политических субсидий и крупномасштабного производства.

Технология подключения

Разработайте специализированные анкеры и соединители для обеспечения структурной целостности.

Долгосрочные данные о производительности

Усиливайте реальный инженерный мониторинг, накапливайте данные о производительности за более чем 20 лет и повышайте доверие рынка.

Резьбовые стержни из стеклопластика с их уникальными эксплуатационными преимуществами постепенно превращаются из «альтернативных материалов» в «основные материалы», обеспечивая более безопасные, долговечные и экологически чистые решения для инженерной области. С развитием технологий и оптимизацией затрат перспективы его применения станут еще шире.