| množstvo: | |
|---|---|
Analýza hĺbky zosilnenia polyméru zosilneného skleneným vláknom (GFRP)
1 、 podstata a vlastnosti materiálov
GFRP (polymérna výstuha zosilnená skleneným vláknovým vláknom) je kompozitný materiál vystužený sklenenou vláknou a živicou matricou, vyrobeným prostredníctvom procesov extrúzie alebo vinutia. Medzi jeho základné vlastnosti patrí:
Ľahká a vysoká pevnosť
Hustota je iba 1/4 oceľových tyčí (1,5 ~ 1,9 g/cm ⊃3;), ale pevnosť v ťahu môže dosiahnuť 2,5 ~ 4 -násobok oceľových tyčí HRB400 (napríklad GFRP tyče s priemerom 25 mm, ktoré majú pevnosť v ťahu 1066 MPA).
Elastický modul je asi 1/5 modelu oceľových tyčí (40 GPA) a kontrola deformácie je potrebné optimalizovať prostredníctvom konštrukčného návrhu.
Vynikajúca odolnosť proti korózii
Rezistentné na chloridové ióny, kyseliny a alkali a korózia morskej vody, vhodné pre korozívne prostredie, ako sú chemické rastliny a projekty pobrežnej obrany.
Odolný voči karbonizácii, odolnosti proti mrazu a predĺženej štrukturálnej životnosti.
funkčná rozmanitosť
Nonagnetické a nevodivé, vhodné pre špeciálne scenáre, ako sú jadrové elektrárne a lekárske MRI miestnosti.
Koeficient tepelnej expanzie je podobný ako v prípade betónu a pevnosť spojenia je silnejšia.
2 、 aplikačné polia a inžinierska hodnota
inžinierstvo
Podpora výkopu: Vymeňte oceľovú klietku, aby ste predišli riziku prerušenia tunelového stroja štítu a znížte nehody na bahno a vodu.
Mosty a tunely: Znížte štrukturálnu hmotnosť, zvýšiť trvanlivosť a nižšie náklady na údržbu.
morské inžinierstvo
Dokky a pobrežné plošiny: odolné voči korózii morskej vody, so životnosťou ďaleko presahujúcou tradičnú oceľ.
Chemický priemysel a ochrana životného prostredia
Čistiace prostriedky na odpadové vody a elektrolytické bunky: rezistentné na chemickú eróziu, zabezpečujúc štrukturálnu bezpečnosť.
Zelená budova
Ochrana energie a zníženie spotreby sú v súlade s trendom vývoja s nízkym obsahom uhlíka.
Obnovenie historických budov
Poskytnite štrukturálnu podporu bez poškodenia pôvodného vzhľadu.
3 、 Výhody a obmedzenia
Výhody a obmedzenia
Odolnosť proti korózii, dlhá životnosť a vysoké náklady (približne 2 až 3-násobok oceľových tyčí)
Ľahká, vysoká pevnosť, bezpečnosť výstavby, nízky elastický modul, vyžadujúci špeciálny dizajn
Technológia nemagnetickej/nevodivej pripojenia je zložitá (vyžaduje si špecializované ukotvovacie zariadenia)
Dobrá tepelná stabilita, nedostatočná akumulácia dlhodobých údajov o výkone
4 、 Trendy na trhu a vývoji
Veľkosť trhu
Očakáva sa, že veľkosť globálneho trhu dosiahne do roku 2029 450 miliónov dolárov, so zloženou ročnou mierou rastu 11,5%.
Hlavné výrobcovia
Mateenbar, MRG Composites a ďalšie majú približne 56% podielu na trhu.
Hnacie faktory
Podpora politiky (zelené budovy, materiály šetrné k životnému prostrediu).
Špeciálne environmentálne požiadavky (morské, chemické).
Proces urbanizácie podporuje modernizáciu bezpečnosti budov.
Technologické trendy
Vypracovať lacné výrobné procesy.
Optimalizujte výkon (napríklad zvýšenie elastického modulu).
5 、 Normy a špecifikácie
medzinárodný štandard
Fib stanovuje, že pevnosť v ťahu GFRP zosilnenia musí byť ≥ 1 000 MPa a elastický modul musí byť 40-55 GPA.
Americký štandard
Séria ACI 440 vyžaduje faktor redukcie konštrukčnej pevnosti 0,5-0,6 a test chemickej korózie (strata pevnosti ≤ 10%).
Čínske štandardy
JGJ/T 336-2016 stanovuje, že krátkodobá konečná pevnosť v ťahu GFRP zosilnenia musí byť ≥ 1 000 mPa a hrúbka betónovej ochrannej vrstvy musí byť ≥ 20 mm (prostredie triedy I).
6 、 Budúce vyhliadky
S technologickým pokrokom a optimalizáciou nákladov sa očakáva, že posilnenie GFRP sa v týchto oblastiach ďalej rozširuje:
Inteligentná budova: integrácia senzorov na dosiahnutie štrukturálneho monitorovania zdravia.
Extrémne environmentálne inžinierstvo: hlboké more, polárne a iné scenáre.
Kruhová ekonomika: Rozvoj recyklovateľných matíc živice na zvýšenie udržateľnosti materiálu.
Posilnenie GFRP s jedinečnými výhodami výkonu sa postupne vyvíja z 'náhradného materiálu ' na 'hlavný materiál ', ktorý poskytuje bezpečnejšie, trvanlivejšie a ekologickejšie riešenia pre inžinierske pole.