| Кількість: | |
|---|---|
Глибинний аналіз різьбового армування GFRP у композитних матеріалах, армованих скловолокном
1、 Сутність та основні характеристики матеріалів
Різьбове укріплення GFRP — це композитний матеріал, армований скловолокном і смолою (такою як епоксидна смола та вінілова смола) як матриця, виготовлена за допомогою процесу екструзії. Поверхня розроблена з повними нитками, щоб покращити ефективність зчеплення з бетоном. Його основні переваги:
Легкий і високоміцний
Щільність становить лише 1/4 сталевих прутків (1,9~2,2 г/см ⊃3;), але міцність на розрив може досягати 500~900 МПа (деякі продукти перевищують 1000 МПа), що в 1,5~2,5 рази більше, ніж у сталевих прутків HRB400.
Модуль пружності ≥ 40 ГПа, хоча й нижчий, ніж у сталевих прутків, контроль деформації можна оптимізувати за допомогою конструктивного проектування.
Чудова стійкість до корозії
Стійкий до іонів хлориду, кислот і лугів, а також до корозії морської води, підходить для корозійних середовищ, таких як хімічні заводи та проекти берегової оборони, з терміном служби, що набагато перевищує традиційну сталь.
Стійкий до карбонізації та заморожування-розморожування, що знижує витрати на обслуговування.
Функціональна різноманітність
Немагнітний/непровідний: підходить для спеціальних сценаріїв, таких як атомні електростанції та медичні кабінети МРТ.
Хороша термічна стабільність: коефіцієнт теплового розширення близький до коефіцієнта бетону, а міцність зчеплення сильніша.
Високі характеристики передачі хвилі: не потрібна обробка розмагнічування, підходить для таких об’єктів, як радіолокаційні станції.
Зручність конструкції
Настроювана форма та довжина, легке зв’язування на місці, зниження трудомісткості.
Легкий, простий у використанні та монтажі.
2、 Сфери застосування та типові випадки
Посилення та ремонт будівель
Підсилення моста/підлоги: підвищує міцність і несучу здатність, подовжуючи термін служби.
Реставрація історичних будівель: забезпечення конструктивної підтримки без пошкодження первісного вигляду.
морська техніка
Док/офшорна платформа: стійка до корозії морською водою та ерозії соляними бризками.
Хвилеріз: протистоїть ерозії морською водою та зменшує частоту технічного обслуговування.
інфраструктура
Дороги/тунелі: забезпечте довгострокові стабільні рішення зміцнення, щоб зменшити ризики поселення.
Інженерія водозбереження: стійка до водної ерозії, підходить для таких сценаріїв, як дамби та канали.
Особливе середовище
Хімічна сфера: стійка до хімічної корозії, захищає конструкції від ерозії.
Електролітична комірка/станція для очищення стічних вод: стійка до кислотної та лужної корозії, покращує термін служби обладнання.
Зелене будівництво
Енергозберігаючі будівлі: зменшити споживання матеріалів і відповідати тенденції до низьковуглецевого виробництва.
Будівлі з нульовим вмістом вуглецю: допоможіть досягти цілей щодо нейтральності вуглецю.
3、 Стан ринку та тенденції розвитку
Розмір ринку
Очікується, що розмір світового ринку досягне 450 мільйонів доларів США до 2029 року, а річний темп зростання складе 11,5%.
Азіатсько-Тихоокеанський регіон (особливо Китай та Індія) має найшвидше зростання попиту на інфраструктуру.
Основні виробники
Mateenbar, MRG Composites та інші компанії займають приблизно 56% частки ринку, тоді як вітчизняні підприємства, такі як Sinoma Technology, поступово зростають.
Рушійні фактори
Підтримка політики: екологічне будівництво та екологічно чисті матеріали стимулюють попит.
Оптимізація витрат: удосконалення виробничих процесів для зниження матеріальних витрат.
Покращення продуктивності: застосування високоміцних і високомодульних волокон розширює сфери застосування.
Технологічні тенденції
Низька вартість виробництва: розробка технології безперервної екструзії для підвищення ефективності виробництва.
Оптимізація продуктивності: покращте модуль пружності (цільове значення вище 50 ГПа) і розробте стійкі до високих температур смоли.
Інтелектуальні матеріали: вбудовані датчики для моніторингу здоров’я конструкції.
4、 Стандарти та специфікації
Зовнішній вигляд і розмір
Поверхня повністю різьблена, з акуратною формою різьби без бульбашок або тріщин.
Номінальний діаметр становить 10-36 мм, а стандартні характеристики включають 20 мм, 22 мм, 25 мм тощо.
Відхилення прямолінійності становить ≤ 3~5 мм/м (залежно від діаметра).
механічна властивість
Міцність на розрив: ≥ 500~900 МПа (залежно від діаметра та процесу).
Модуль пружності: ≥ 40 ГПа.
Міцність на зсув: ≥ 110 МПа.
Гранична деформація розтягування: ≥ 1,2%.
метод випробування
Випробування на щільність слід проводити відповідно до GB/T 1463.
Ефективність розтягування повинна відповідати GB/T26743.
Міцність на зсув має бути визначено відповідно до JG/T 406.
Специфікації програми
Розробка земляних робіт: армування GFRP не використовується для підтримки компонентів балок, а підземні суцільні стіни використовуються лише для тимчасової підтримки.
Змішане армування: якщо є вимога контролю деформації, слід віддавати перевагу арматурі GFRP і змішаній арматурі зі сталевої арматури.
5、 Майбутні перспективи
Інтелектуальна будівля
Інтегровані волоконно-оптичні датчики для моніторингу структурної напруги та деформації в реальному часі, що підвищує безпеку.
Екстремальна екологічна інженерія
Застосовується в глибоководних, полярних та інших сценаріях, використовуючи стійкі до корозії та легкі властивості.
циркулярна економіка
Розробити придатну для вторинної переробки смолу для підвищення екологічності матеріалу.
конкурентоспроможність вартості
Завдяки збільшенню виробництва та технологічним інноваціям витрати можна скоротити в 1,5 рази порівняно зі сталевими прутками, що прискорює процес заміни.
6、 Виклики та контрзаходи
Проблема вартості
Нинішня вартість приблизно в 2-3 рази вища, ніж у сталевих прутів, і її потрібно зменшити за допомогою субсидій і великомасштабного виробництва.
Технологія підключення
Розробити спеціальні анкери та з’єднувачі для забезпечення цілісності конструкції.
Довгострокові дані про продуктивність
Посилення реального інженерного моніторингу, накопичення даних про продуктивність протягом понад 20 років і підвищення довіри ринку.
Резьбові шини GFRP, які мають унікальні переваги в роботі, поступово еволюціонують від 'альтернативних матеріалів' до 'основних матеріалів', забезпечуючи безпечніші, довговічніші та екологічно чисті рішення для машинобудівної галузі. З розвитком технологій та оптимізацією витрат перспективи його застосування стануть ще ширшими.