การเสริมแรงเหล็กไฟเบอร์กลาส

การวิเคราะห์เต็มรูปแบบของแท่งพลาสติกเสริมใยแก้ว (GFRP)

1、 สาระสำคัญและลักษณะหลักของวัสดุ

พลาสติกเสริมไฟเบอร์กลาส (GFRP) เป็นวัสดุคอมโพสิตที่ทำจากใยแก้วเป็นตัวเสริมและเรซิน (เช่นอีพอกซีเรซินและเรซินไวนิล) เป็นเมทริกซ์ซึ่งผลิตผ่านกระบวนการอัดรีดหรือขดลวด ข้อดีหลักของมัน ได้แก่ :

น้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง

ความหนาแน่นเพียง 1/4 ของเหล็กแท่ง (1.5 ~ 1.9G/cm ⊃3;) แต่ความต้านทานแรงดึงสามารถเข้าถึงได้ 2 ~ 4 เท่าของแท่งเหล็ก HRB400 (ผลิตภัณฑ์บางอย่างมีความต้านทานแรงดึงเกิน 1,000MPA)

โมดูลัสยืดหยุ่นอยู่ที่ประมาณ 40GPA ซึ่งต่ำกว่าแถบเหล็ก แต่การควบคุมการเสียรูปสามารถปรับให้เหมาะสมผ่านการออกแบบโครงสร้าง

ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม

ทนต่อคลอไรด์ไอออนกรดและอัลคาไลและการกัดกร่อนของน้ำทะเลเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเช่นพืชเคมีและโครงการป้องกันชายฝั่งโดยมีอายุการใช้งานมากกว่าเหล็กแบบดั้งเดิม

ทนต่อคาร์บอนและการแช่แข็งลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

ความหลากหลายของฟังก์ชั่น

ไม่ใช่แม่เหล็ก/ไม่ดี: เหมาะสำหรับสถานการณ์พิเศษเช่นโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และห้อง MRI ทางการแพทย์

ความเสถียรทางความร้อนที่ดี: ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนใกล้เคียงกับคอนกรีตและความแข็งแรงของพันธะนั้นแข็งแกร่งขึ้น

ประสิทธิภาพการส่งสัญญาณคลื่นที่แข็งแกร่ง: ไม่จำเป็นต้องมีการรักษาด้วยน้ำแม่เหล็กเหมาะสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกเช่นสถานีเรดาร์

ความสะดวกในการก่อสร้าง

รูปร่างและความยาวที่ปรับแต่งได้การผูกมัดในสถานที่ง่าย ๆ ลดความเข้มของแรงงาน

น้ำหนักเบาง่ายต่อการจัดการและติดตั้ง

2、 ฟิลด์แอปพลิเคชันและกรณีทั่วไป

วิศวกรรมโยธา

การสนับสนุนการขุดค้น: เปลี่ยนกรงเหล็กเพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการทำลายเครื่องป้องกันอุโมงค์และลดอุบัติเหตุโคลนและน้ำอุบัติเหตุ

สะพานและอุโมงค์: ลดน้ำหนักโครงสร้างเพิ่มความทนทานและต้นทุนการบำรุงรักษาที่ลดลง

การเสริมแรงบนถนน: ใช้สำหรับการปูทางเท้าและการปูดาดฟ้าเพื่อปรับปรุงความสามารถในการรับแบริ่ง

วิศวกรรมทางทะเล

แพลตฟอร์ม Dock/Offshore: ทนต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเลยืดอายุการใช้งาน

Breakwater: ต่อต้านการพังทลายของน้ำทะเลและลดความถี่ในการบำรุงรักษา

อุตสาหกรรมเคมีและการป้องกันสิ่งแวดล้อม

โรงบำบัดน้ำเสีย: ทนต่อการพังทลายของสารเคมีเพื่อให้มั่นใจถึงความปลอดภัยของโครงสร้าง

เซลล์อิเล็กโทรไลต์: ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและอัลคาลีปรับปรุงอายุการใช้งานอุปกรณ์

อาคารสีเขียว

อาคารประหยัดพลังงาน: ลดการใช้วัสดุและสอดคล้องกับแนวโน้มคาร์บอนต่ำ

การฟื้นฟูอาคารประวัติศาสตร์: ให้การสนับสนุนโครงสร้างโดยไม่ทำลายรูปลักษณ์ดั้งเดิม

สภาพแวดล้อมพิเศษ

วิศวกรรมการทหาร: ทนต่อแรงกระแทกทนต่อการกัดกร่อนเหมาะสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่ซ่อนอยู่

สิ่งอำนวยความสะดวกทางการแพทย์: วัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนด้วยอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำ

3、 สถานะตลาดและแนวโน้มการพัฒนา

ขนาดตลาด

คาดว่าขนาดตลาดโลกจะสูงถึง 450 ล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2572 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีที่ 11.5%

ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก (โดยเฉพาะจีนและอินเดีย) มีความต้องการโครงสร้างพื้นฐานที่เติบโตเร็วที่สุด

ผู้ผลิตหลัก

Mateenbar, MRG Composites และ บริษัท อื่น ๆ ครอบครองประมาณ 56% ของส่วนแบ่งการตลาดในขณะที่องค์กรในประเทศเช่นเทคโนโลยี Sinoma จะค่อยๆเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ

ปัจจัยขับเคลื่อน

การสนับสนุนนโยบาย: อาคารสีเขียวและนโยบายวัสดุที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมผลักดันความต้องการ

การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน: การปรับปรุงกระบวนการผลิตเพื่อลดต้นทุนวัสดุ

การปรับปรุงประสิทธิภาพ: การประยุกต์ใช้เส้นใยโมดูลัสที่มีความแข็งแรงสูงและสูงจะขยายเขตข้อมูลแอปพลิเคชัน

แนวโน้มเทคโนโลยี

การผลิตต้นทุนต่ำ: การพัฒนาเทคโนโลยีการอัดรีดอย่างต่อเนื่องเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต

การเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพ: ปรับปรุงโมดูลัสยืดหยุ่น (เป้าหมายสูงกว่า 50GPA) และพัฒนาเรซินต้านทานอุณหภูมิสูง

วัสดุอัจฉริยะ: เซ็นเซอร์แบบบูรณาการเพื่อให้บรรลุการตรวจสอบสุขภาพโครงสร้าง

4、 มาตรฐานและข้อกำหนด

มาตรฐานระหว่างประเทศ

FIB กำหนดว่าความต้านทานแรงดึงของการเสริมแรง GFRP จะต้องเป็น≥ 1,000mpa และโมดูลัสยืดหยุ่นจะต้องเป็น 40-55GPA

การทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมีต้องสูญเสียความแข็งแรง≤ 10%

มาตรฐานอเมริกัน

ซีรีส์ ACI 440 ต้องการปัจจัยการลดความแข็งแรงของการออกแบบ 0.5-0.6 และการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนทางเคมี (การสูญเสียความแข็งแรง≤ 10%)

มาตรฐานจีน

JGJ/T 336-2016 กำหนดว่าความแข็งแรงแรงดึงระยะสั้นของการเสริมแรง GFRP จะต้องเป็น≥ 1,000mpa และความหนาของชั้นป้องกันคอนกรีตจะต้องเป็น≥ 20 มม. (สภาพแวดล้อมระดับ I)

JG/T 406-2013 ระบุว่ากำลังแรงดึงคือ≥ 550MPA และความแข็งแรงของแรงเฉือนคือ≥ 110MPA

5、 โอกาสในอนาคต

อาคารอัจฉริยะ

เซ็นเซอร์ใยแก้วนำแสงแบบบูรณาการสำหรับการตรวจสอบความเครียดและความเครียดแบบเรียลไทม์เพิ่มความปลอดภัย

วิศวกรรมสิ่งแวดล้อมสุดขีด

นำไปใช้ในทะเลลึกขั้วและสถานการณ์อื่น ๆ ใช้คุณสมบัติที่ทนต่อการกัดกร่อนและคุณสมบัติที่มีน้ำหนักเบา

เศรษฐกิจแบบวงกลม

พัฒนาเมทริกซ์เรซิ่นรีไซเคิลเพื่อเพิ่มความยั่งยืนของวัสดุ

ความสามารถในการแข่งขัน

ด้วยการปรับขนาดการผลิตและนวัตกรรมทางเทคโนโลยีค่าใช้จ่ายสามารถลดลงได้ภายใน 1.5 เท่าของแท่งเหล็กเร่งกระบวนการทดแทน

6、 ความท้าทายและการตอบโต้

ปัญหาเรื่องต้นทุน

ค่าใช้จ่ายในปัจจุบันประมาณ 2-3 เท่าของเหล็กแท่งและจำเป็นต้องลดลงผ่านการอุดหนุนนโยบายและการผลิตขนาดใหญ่

เทคโนโลยีการเชื่อมต่อ

พัฒนาแองเคอร์และตัวเชื่อมต่อเฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสมบูรณ์ของโครงสร้าง

ข้อมูลประสิทธิภาพระยะยาว

เสริมสร้างการตรวจสอบทางวิศวกรรมจริงสะสมข้อมูลประสิทธิภาพมานานกว่า 20 ปีและเพิ่มความมั่นใจในตลาด

การเสริมแรงไฟเบอร์กลาสที่มีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่เป็นเอกลักษณ์จะค่อยๆพัฒนาจากวัสดุทดแทน 'วัสดุ ' เป็นวัสดุหลัก 'วัสดุหลัก ' ให้บริการโซลูชั่นที่ปลอดภัยกว่าและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมสำหรับสาขาวิศวกรรม ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีและการเพิ่มประสิทธิภาพค่าใช้จ่ายโอกาสในการใช้งานของแอปพลิเคชันจะยิ่งกว้างขึ้น