| Số lượng: | |
|---|---|
Phân tích độ sâu của gia cố ren GFRP trong vật liệu composite cốt sợi thủy tinh
1 Tinh chất và đặc điểm cốt lõi của vật liệu
Củng cố ren GFRP là một vật liệu composite được gia cố bằng sợi thủy tinh và nhựa (như nhựa epoxy và nhựa vinyl) làm ma trận, được tạo ra bởi quá trình đùn. Bề mặt được thiết kế với các chủ đề đầy đủ để tăng cường hiệu suất liên kết với bê tông. Ưu điểm cốt lõi của nó bao gồm:
Nhẹ và cường độ cao
Mật độ chỉ là 1/4 thanh thép (1,9 ~ 2,2g/cm ⊃ 3;), nhưng cường độ kéo có thể đạt 500 ~ 900MPa (một số sản phẩm vượt quá 1000MPa), gấp 1,5 ~ 2,5 lần so với các thanh thép HRB400.
Mô đun đàn hồi ≥ 40GPa, mặc dù thấp hơn so với thanh thép, 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
Xây dựng sự củng cố và sửa chữa
Củng cố cầu/sàn: Tăng cường độ bền và khả năng chịu tải, kéo dài tuổi thọ dịch vụ.
Phục hồi các tòa nhà lịch sử: Cung cấp hỗ trợ cấu trúc mà không làm hỏng diện mạo ban đầu.
Kỹ thuật hàng hải
Dock/Nền tảng ngoài khơi: Chống ăn mòn nước biển và xói mòn muối.
Breakwater: Chống lại xói mòn nước biển và giảm tần suất bảo trì.
cơ sở hạ tầng
Đường/đường hầm: Cung cấp các giải pháp gia cố ổn định dài hạn để giảm rủi ro giải quyết.
Kỹ thuật bảo tồn nước: Khả năng chống xói mòn nước, thích hợp cho các kịch bản như đập và kênh.
Môi trường đặc biệt
Vùng hóa học: Kháng đến ăn mòn hóa học, bảo vệ các cấu trúc khỏi xói mòn.
Nhà máy xử lý tế bào/nước thải 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.
Các tòa nhà không có carbon: Giúp đạt được các mục tiêu trung lập carbon.
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
Ngoại hình và kích thước
Thiết kế đầy đủ bề mặt, với hình dạng ren gọn gàng và không có bong bóng hoặc vết nứt.
Đường kính danh nghĩa là 10-36mm và các thông số kỹ thuật thường được sử dụng bao gồm 20 mm, 22mm, 25 mm, v.v.
Độ lệch độ thẳng là ≤ 3 ~ 5 mm/m (tùy thuộc vào đường kính).
tài sản cơ học
Độ bền kéo: ≥ 500 ~ 900MPa (tùy thuộc vào đường kính và quá trình).
Mô đun đàn hồi: ≥ 40GPA.
Sức mạnh cắt: ≥ 110MPa.
Chủng kéo cuối cùng: 1,2%.
Phương pháp kiểm tra
Thử nghiệm mật độ phải được tiến hành theo GB/T 1463.
Hiệu suất kéo phải tuân thủ GB/T26743.
Độ bền cắt phải được thực hiện theo JG/T 406.
Thông số kỹ thuật ứng dụng
Kỹ thuật khai quật: Củng cố GFRP không được sử dụng để hỗ trợ các thành phần chùm tia và các bức tường liên tục dưới lòng đất chỉ được sử dụng để hỗ trợ tạm thời.
Củng cố hỗn hợp: Khi có yêu cầu kiểm soát biến dạng, gia cố GFRP và gia cố thép gia cố hỗn hợp nên được ưu tiên.
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.
Các thanh ren của GFRP, với lợi thế hiệu suất độc đáo của chúng, đang dần phát triển từ 'Vật liệu thay thế ' thành '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.