| Số lượng: | |
|---|---|
Phân tích toàn diện các thanh polymer gia cố bằng sợi thủy tinh (GFRP)
1 Định nghĩa và bố cục
Củng cố polymer gia cố bằng sợi thủy tinh (GFRP) là một loại vật liệu mới bao gồm các sợi thủy tinh hiệu suất cao và ma trận nhựa, viết tắt là cốt thép GFRP. Các thành phần cốt lõi của nó bao gồm:
Vật liệu gia cố: Động cơ điện tử E-Class hoặc S-Class không được làm bằng sợi thủy tinh tự do với hàm lượng kiềm dưới 1%.
Vật liệu ma trận: nhựa epoxy, nhựa vinyl, v.v., được hình thành bởi quá trình cuộn dây đùn với chất chữa bệnh.
Các tính năng xuất hiện: thân que có ren đầy đủ, bề mặt đồng đều không có vết nứt, hình dạng ren gọn gàng, tuân thủ các tiêu chuẩn như các thanh cốt sợi thủy tinh cho Kỹ thuật dân dụng '(JG/T 406-2013).
2 lợi thế về hiệu suất cốt lõi
Nhẹ và cường độ cao
Mật độ chỉ là 1/4 thanh thép (1,5 ~ 1,9g/cm ⊃ 3;), nhưng cường độ kéo tốt hơn các thanh thép thông thường, cao hơn 20% so với các thanh thép có cùng đặc điểm kỹ thuật và điện trở mệt mỏi là tuyệt vời.
Kháng ăn mòn
Kháng axit và kiềm, ion clorua và xói mòn dung dịch pH thấp, đặc biệt phù hợp với môi trường ăn mòn như biển, hóa chất và nước thải, với tuổi thọ thiết kế lên tới 100 năm.
Cách điện điện từ
Vật liệu không từ tính với tính thấm sóng từ tính mạnh, phù hợp cho các kịch bản như phòng cộng hưởng từ hạt nhân, tường cách ly điện, trung tâm dữ liệu, v.v. yêu cầu tránh nhiễu điện từ.
Hiệu suất nhiệt động
Hệ số giãn nở nhiệt gần với bê tông, và cường độ liên kết rất mạnh; Độ ổn định kích thước dưới ứng suất nhiệt, độ dẫn không nhiệt, chất chống cháy và chống tĩnh.
Khả năng thiết kế
Bằng cách điều chỉnh hàm lượng sợi thủy tinh, công thức nhựa và quy trình đúc, các hình dạng khác nhau như thanh thẳng, khuấy xoắn ốc và thanh giàn có thể được tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu của thiết kế kết cấu phức tạp.
3 Trường ứng dụng
Kỹ thuật địa kỹ thuật
Thay thế các thanh neo thép truyền thống cho đường hầm, độ dốc và gia cố tàu điện ngầm, giải quyết vấn đề ăn mòn của thanh neo thép và giảm rủi ro xây dựng (như bùn và nước dâng).
cấu trúc cụ thể
Mặt đường gia cố liên tục: khắc phục những hạn chế của ăn mòn thép và duy trì khả năng chịu lực cao và độ bền của mặt đường.
Kỹ thuật cầu: Được sử dụng để xây dựng, gia cố và bảo trì mới để chịu được căng thẳng/áp lực và để mở rộng tuổi thọ dịch vụ của các cấu trúc.
Cảnh đặc biệt
Dock/Kỹ thuật phòng thủ ven biển: Chống ăn mòn nước biển và giảm chi phí bảo trì.
Phòng cộng hưởng từ hạt nhân: Vật liệu không từ tính để tránh nhiễu thiết bị.
Bức tường cách ly điện: Ngăn chặn nhiễu điện từ và đảm bảo an toàn cho thiết bị.
Kỹ thuật ngầm
Đường hầm khiên tàu điện ngầm: Lồng gia cố sợi thủy tinh có thể được cắt trực tiếp bằng máy đường hầm khiên, tránh phá vỡ các bức tường liên tục và rút ngắn thời gian xây dựng hơn 30%.
4 、 Tình trạng và xu hướng thị trường
Quy mô thị trường: Doanh số bán gân GFRP toàn cầu đạt 710 triệu đô la Mỹ vào năm 2021, dự kiến sẽ tăng lên 1,1 tỷ đô la Mỹ vào năm 2028, với tốc độ tăng trưởng gộp hàng năm là 6,2%.
Phân phối khu vực: Khu vực Châu Á Thái Bình Dương nắm giữ 42% thị phần (được thúc đẩy bởi nhu cầu từ Trung Quốc và Ấn Độ), trong khi Bắc Mỹ và Châu Âu mỗi người nắm giữ 24%.
Các lĩnh vực hạ nguồn: Cầu/Cảng chiếm 34% thị trường, tiếp theo là các đường hầm, tàu điện ngầm và các dự án bảo tồn nước.
Các yếu tố thúc đẩy: tăng đầu tư vào xây dựng cơ sở hạ tầng, thúc đẩy các chính sách môi trường và đổi mới công nghệ (như ứng dụng các sợi có độ bền cao).
5 Hạn chế và giải pháp
Vật liệu giòn: Trong quá trình xây dựng, cần chú ý đến chiều dài vòng đua và các vì kèo thép có thể tháo rời có thể cần được thêm vào để đảm bảo sự ổn định.
Vấn đề về chi phí: Đơn giá cao hơn một chút so với các thanh thép, nhưng hiệu quả xây dựng tổng thể, chi phí bảo trì và tuổi thọ kéo dài dẫn đến hiệu quả chi phí đáng kể trong toàn bộ vòng đời.
6 Triển vọng trong tương lai
Hiệu suất cao: Phát triển các mô đun cao và các công thức kháng nhiệt độ cao, mở rộng đến các lĩnh vực như kỹ thuật đại dương và xây dựng cực.
Thúc đẩy tiêu chuẩn hóa: Cải thiện các tiêu chuẩn ngành (như phương pháp kiểm tra cơ học GB/T 30022-2013) và tăng cường chấp nhận thị trường.
Vật liệu xây dựng xanh định vị: phù hợp với các mục tiêu trung lập carbon, thay thế các thanh thép truyền thống, giảm mức tiêu thụ tài nguyên và ô nhiễm môi trường.
Kết luận: Các thanh cốt thép sợi thủy tinh đang dần trở thành một vật liệu cách mạng trong lĩnh vực kỹ thuật dân dụng do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, trọng lượng nhẹ và cường độ cao, và các đặc tính cách nhiệt điện từ. Với việc lặp lại công nghệ và mở rộng thị trường, các kịch bản ứng dụng của nó sẽ tiếp tục mở rộng, cung cấp các giải pháp hiệu quả và bền vững hơn để xây dựng cơ sở hạ tầng toàn cầu.