| Số lượng: | |
|---|---|
Phân tích đầy đủ các thanh nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh (GFRP)
1 Tinh chất và đặc điểm cốt lõi của vật liệu
Nhựa gia cố bằng sợi thủy tinh (GFRP) là một vật liệu composite làm bằng sợi thủy tinh làm gia cố và nhựa (như nhựa epoxy và nhựa vinyl) như một ma trận, được sản xuất thông qua các quá trình ép đùn hoặc cuộn dây. Ưu điểm cốt lõi của nó bao gồm:
Nhẹ và cường độ cao
Mật độ chỉ là 1/4 thanh thép (1,5 ~ 1,9g/cm ⊃ 3;), nhưng cường độ kéo có thể đạt gấp 2 ~ 4 lần so với các thanh thép HRB400 (một số sản phẩm có cường độ kéo vượt quá 1000MPa).
Mô đun đàn hồi là khoảng 40GPa, thấp hơn so với thanh thép, nhưng kiểm soát biến dạng có thể được tối ưu hóa thông qua thiết kế kết cấu.
Kháng ăn mòn tuyệt vời
Kháng các ion clorua, axit và kiềm, và ăn mòn nước biển, phù hợp cho môi trường ăn mòn như thực vật hóa học và các dự án phòng thủ ven biển, với tuổi thọ vượt xa thép truyền thống.
Chống lại cacbon hóa và đóng băng, giảm chi phí bảo trì.
Đa dạng chức năng
Không từ tính/không dẫn điện: Thích hợp cho các kịch bản đặc biệt như nhà máy điện hạt nhân và phòng MRI y tế.
Độ ổn định nhiệt tốt: Hệ số giãn nở nhiệt gần với bê tông, và cường độ liên kết mạnh hơn.
Hiệu suất truyền sóng mạnh: Không cần xử lý khử từ, phù hợp cho các cơ sở như trạm radar.
Xây dựng thuận tiện
Hình dạng và chiều dài có thể tùy chỉnh, ràng buộc tại chỗ dễ dàng, giảm cường độ lao động.
Nhẹ, dễ xử lý và cài đặt.
2 Các trường ứng dụng và các trường hợp điển hình
Kỹ thuật dân dụng
Hỗ trợ khai quật: Thay thế lồng thép để tránh nguy cơ phá vỡ máy phá vỡ máy và giảm các vụ tai nạn trong bùn và nước.
Cầu và đường hầm: Giảm trọng lượng cấu trúc, tăng cường độ bền và chi phí bảo trì thấp hơn.
Củng cố đường bộ: Được sử dụng cho mặt đường và lát sàn cầu để cải thiện khả năng chịu lực.
Kỹ thuật hàng hải
Dock/Nền tảng ngoài khơi: Chống ăn mòn nước biển, kéo dài tuổi thọ dịch vụ.
Breakwater: Chống lại xói mòn nước biển và giảm tần suất bảo trì.
Công nghiệp hóa chất và bảo vệ môi trường
Nhà máy xử lý nước thải: Kháng đến xói mòn hóa học, đảm bảo an toàn kết cấu.
Tế bào điện phân: chống ăn mòn axit và kiềm, cải thiện tuổi thọ của thiết bị.
Xây dựng xanh
Các tòa nhà tiết kiệm năng lượng: Giảm mức tiêu thụ vật liệu và phù hợp với xu hướng carbon thấp.
Phục hồi các tòa nhà lịch sử: Cung cấp hỗ trợ cấu trúc mà không làm hỏng diện mạo ban đầu.
Môi trường đặc biệt
Kỹ thuật quân sự: Tác động kháng, chống ăn mòn, phù hợp cho các cơ sở che giấu.
Cơ sở y tế: Vật liệu không từ tính để tránh can thiệp với thiết bị chính xác.
3 Xu hướng phát triển và tình trạng thị trường
quy mô thị trường
Dự kiến quy mô thị trường toàn cầu sẽ đạt 450 triệu đô la Mỹ vào năm 2029, với tốc độ tăng trưởng gộp hàng năm là 11,5%.
Khu vực Châu Á Thái Bình Dương (đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ) có sự tăng trưởng nhanh nhất về nhu cầu cơ sở hạ tầng.
Nhà sản xuất chính
Mateenbar, vật liệu tổng hợp MRG và các công ty khác chiếm khoảng 56% thị phần, trong khi các doanh nghiệp trong nước như công nghệ Sinoma đang tăng dần.
Yếu tố lái xe
Hỗ trợ chính sách: Xây dựng xanh và chính sách vật liệu thân thiện với môi trường thúc đẩy nhu cầu.
Tối ưu hóa chi phí: Cải thiện quy trình sản xuất để giảm chi phí vật liệu.
Cải thiện hiệu suất: Việc áp dụng các sợi mô đun cường độ cao và cao mở rộng các trường ứng dụng.
Xu hướng công nghệ
Sản xuất chi phí thấp: Phát triển công nghệ đùn liên tục để cải thiện hiệu quả sản xuất.
Tối ưu hóa hiệu suất: Cải thiện mô đun đàn hồi (mục tiêu trên 50GPa) và phát triển nhựa kháng nhiệt độ cao.
Vật liệu thông minh: Cảm biến tích hợp để đạt được giám sát sức khỏe cấu trúc.
4 、 Tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật
Tiêu chuẩn quốc tế
FIB quy định rằng cường độ kéo của cốt thép GFRP phải là ≥ 1000MPa, và mô đun đàn hồi phải là 40-55GPA.
Thử nghiệm chống ăn mòn hóa học đòi hỏi phải mất cường độ ≤ 10%.
Tiêu chuẩn Mỹ
Sê-ri ACI 440 yêu cầu hệ số giảm cường độ thiết kế là 0,5-0,6 và thử nghiệm kháng ăn mòn hóa học (mất cường độ ≤ 10%).
Tiêu chuẩn Trung Quốc
JGJ/T 336-2016 quy định rằng cường độ kéo cuối cùng ngắn hạn của cốt thép GFRP phải là ≥ 1000MPa, và độ dày của lớp bảo vệ bê tông phải là ≥ 20 mm (môi trường lớp I).
JG/T 406-2013 chỉ định rằng cường độ kéo là ≥ 550MPa và cường độ cắt là ≥ 110MPa.
5 Triển vọng trong tương lai
Tòa nhà thông minh
Các cảm biến sợi quang tích hợp để theo dõi thời gian thực về căng thẳng và căng thẳng kết cấu, tăng cường an toàn.
Kỹ thuật môi trường cực đoan
Được áp dụng trong các kịch bản sâu, cực và các kịch bản khác, sử dụng các đặc tính chống ăn mòn và nhẹ.
Kinh tế vòng tròn
Phát triển ma trận nhựa có thể tái chế để tăng cường tính bền vững vật liệu.
chi phí khả năng cạnh tranh
Bằng cách tăng quy mô đổi mới sản xuất và công nghệ, chi phí có thể được giảm xuống trong vòng 1,5 lần so với các thanh thép, đẩy nhanh quá trình thay thế.
6 Thách thức và biện pháp đối phó
Vấn đề chi phí
Chi phí hiện tại là khoảng 2-3 lần so với các thanh thép, và nó cần được giảm thông qua các khoản trợ cấp chính sách và sản xuất quy mô lớn.
Công nghệ kết nối
Phát triển các neo và đầu nối chuyên dụng để đảm bảo tính toàn vẹn cấu trúc.
Dữ liệu hiệu suất dài hạn
Tăng cường giám sát kỹ thuật thực tế, tích lũy dữ liệu hiệu suất trong hơn 20 năm và tăng cường niềm tin thị trường.
Củng cố sợi thủy tinh, với lợi thế hiệu suất độc đáo của nó, đang dần phát triển từ vật liệu thay thế '' thành một vật liệu chính thống ', cung cấp các giải pháp an toàn hơn, bền hơn và thân thiện với môi trường cho lĩnh vực kỹ thuật. Với sự tiến bộ của công nghệ và tối ưu hóa chi phí, triển vọng ứng dụng của nó sẽ trở nên rộng hơn.