การเสริมเส้นใยแก้ว

การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมของบาร์พอลิเมอร์เสริมใยแก้ว (GFRP)

1、 คำจำกัดความและองค์ประกอบ

การเสริมแรงของพอลิเมอร์ใยแก้ว (GFRP) เป็นวัสดุชนิดใหม่ที่ประกอบด้วยเส้นใยแก้วประสิทธิภาพสูงและเมทริกซ์เรซิ่นย่อมาจากการเสริมแรง GFRP องค์ประกอบหลักของมันรวมถึง:

วัสดุเสริมแรง: E-Class หรือ S-Class untwisted Roving ทำจากเส้นใยแก้วฟรีอัลคาไลที่มีเนื้อหาอัลคาไลน้อยกว่า 1%

วัสดุเมทริกซ์: อีพ็อกซี่เรซินเรซินไวนิล ฯลฯ เกิดจากกระบวนการขดลวดแบบรีดด้วยสารบ่ม

ลักษณะที่ปรากฏ: ร่างกายก้านเกลียวเต็มพื้นผิวที่สม่ำเสมอโดยไม่มีรอยแตกรูปร่างด้ายที่เรียบร้อยตามมาตรฐานเช่น 'บาร์เสริมเส้นใยแก้วสำหรับวิศวกรรมโยธา ' (JG/T 406-2013)

2、 ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพหลัก

น้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง

ความหนาแน่นเป็นเพียง 1/4 ของเหล็กแท่ง (1.5 ~ 1.9g/cm ⊃3;) แต่ความต้านทานแรงดึงดีกว่าแท่งเหล็กธรรมดาสูงกว่าแท่งเหล็ก 20% ของสเปคเดียวกันและความต้านทานความล้านั้นยอดเยี่ยม

ความต้านทานการกัดกร่อน

ทนต่อกรดและอัลคาไลไอออนคลอไรด์และการกัดเซาะของสารละลายค่า pH ต่ำโดยเฉพาะอย่างยิ่งเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเช่นการบำบัดทางทะเลสารเคมีและน้ำเสียด้วยอายุการออกแบบนานถึง 100 ปี

ฉนวนกันความร้อนแม่เหล็กไฟฟ้า

วัสดุแม่เหล็กที่ไม่มีการซึมผ่านของคลื่นแม่เหล็กที่แข็งแกร่งเหมาะสำหรับสถานการณ์เช่นห้องเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ผนังแยกไฟฟ้าศูนย์ข้อมูล ฯลฯ ที่ต้องหลีกเลี่ยงการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

ประสิทธิภาพทางอุณหพลศาสตร์

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนอยู่ใกล้กับคอนกรีตและความแข็งแรงของพันธะนั้นแข็งแกร่ง ความเสถียรของมิติภายใต้ความเครียดจากความร้อน, การนำความร้อนที่ไม่ได้รับความร้อน, สารหน่วงไฟและป้องกันสถิติ

การออกแบบได้

ด้วยการปรับเนื้อหาเส้นใยแก้วสูตรเรซิ่นและกระบวนการขึ้นรูปรูปร่างต่าง ๆ เช่นแถบตรงกวนเกลียวและแท่งมัดสามารถปรับแต่งเพื่อตอบสนองความต้องการของการออกแบบโครงสร้างที่ซับซ้อน

3、 ฟิลด์แอปพลิเคชัน

วิศวกรรมธรณีเทคนิค

แทนที่แท่งยึดเหล็กแบบดั้งเดิมสำหรับอุโมงค์ความลาดชันและการเสริมแรงรถไฟใต้ดินแก้ปัญหาการกัดกร่อนของแท่งยึดเหล็กและลดความเสี่ยงในการก่อสร้าง (เช่นโคลนและน้ำซ้อน)

โครงสร้างคอนกรีต

ทางเท้าเสริมอย่างต่อเนื่อง: เอาชนะข้อเสียของการกัดกร่อนของเหล็กและรักษาความสามารถในการรับแบริ่งสูงและความทนทานของทางเท้า

วิศวกรรมสะพาน: ใช้สำหรับการก่อสร้างใหม่การเสริมแรงและการบำรุงรักษาเพื่อทนต่อความตึงเครียด/ความดันและเพื่อยืดอายุการใช้งานของโครงสร้าง

ฉากพิเศษ

วิศวกรรมการป้องกันท่าเรือ/ชายฝั่ง: ต่อต้านการกัดกร่อนของน้ำทะเลและลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษา

ห้องเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์: วัสดุที่ไม่ใช่แม่เหล็กเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนของอุปกรณ์

ผนังแยกไฟฟ้า: ป้องกันการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและสร้างความมั่นใจในความปลอดภัยของอุปกรณ์

วิศวกรรมใต้ดิน

Subway Shield Tunneling: กรงเสริมแรงไฟเบอร์กลาสสามารถตัดได้โดยตรงโดยเครื่องป้องกันอุโมงค์โล่หลีกเลี่ยงการทำลายผนังต่อเนื่องด้วยตนเองและทำให้ระยะเวลาการก่อสร้างสั้นลงมากกว่า 30%

4、 สถานะการตลาดและแนวโน้ม

ขนาดของตลาด: ยอดขายเอ็น GFRP ทั่วโลกถึง 710 ล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2564 คาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็น 1.1 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2571 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปี 6.2%

การจัดจำหน่ายระดับภูมิภาค: ภูมิภาคเอเชียแปซิฟิกมีส่วนแบ่งการตลาด 42% (ขับเคลื่อนด้วยความต้องการจากจีนและอินเดีย) ในขณะที่อเมริกาเหนือและยุโรปแต่ละคนถือ 24%

ภาคดาวน์สตรีม: สะพาน/พอร์ตคิดเป็น 34% ของตลาดตามด้วยอุโมงค์รถไฟใต้ดินและโครงการอนุรักษ์น้ำ

ปัจจัยขับเคลื่อน: การลงทุนที่เพิ่มขึ้นในการก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานการส่งเสริมนโยบายด้านสิ่งแวดล้อมและนวัตกรรมทางเทคโนโลยี (เช่นการประยุกต์ใช้เส้นใยที่มีความแข็งแรงสูง)

5、 ข้อ จำกัด และวิธีแก้ปัญหา

วัสดุที่เปราะบาง: ในระหว่างการก่อสร้างควรให้ความสนใจกับความยาวรอบและอาจต้องเพิ่มโครงเหล็กเหล็กที่ถอดออกได้เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเสถียร

ปัญหาต้นทุน: ราคาต่อหน่วยสูงกว่าแท่งเหล็กเล็กน้อย แต่ประสิทธิภาพการก่อสร้างโดยรวมต้นทุนการบำรุงรักษาและอายุการใช้งานที่ยืดเยื้อส่งผลให้ต้นทุนมีประสิทธิภาพตลอดวงจรชีวิตทั้งหมด

6、 โอกาสในอนาคต

ประสิทธิภาพสูง: การพัฒนาโมดูลัสสูงและสูตรทนอุณหภูมิสูงซึ่งขยายไปสู่สาขาต่าง ๆ เช่นวิศวกรรมมหาสมุทรและการก่อสร้างขั้วโลก

การส่งเสริมมาตรฐาน: ปรับปรุงมาตรฐานอุตสาหกรรม (เช่น GB/T 30022-2013 วิธีการทดสอบเชิงกล) และเพิ่มการยอมรับของตลาด

การวางตำแหน่งวัสดุก่อสร้างสีเขียว: สอดคล้องกับเป้าหมายความเป็นกลางคาร์บอนแทนที่แท่งเหล็กแบบดั้งเดิมลดการใช้ทรัพยากรและมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

สรุป: บาร์เสริมไฟเบอร์กลาสค่อยๆกลายเป็นวัสดุปฏิวัติในสาขาวิศวกรรมโยธาเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมน้ำหนักเบาและความแข็งแรงสูงและคุณสมบัติฉนวนแม่เหล็กไฟฟ้า ด้วยการวนซ้ำทางเทคโนโลยีและการขยายตลาดสถานการณ์การใช้งานของแอปพลิเคชันจะยังคงขยายตัวต่อไปโดยให้โซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้นสำหรับการก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานระดับโลก