Trendovi istraživanja FRP-a (1. dio)

Razvoj i primjena kompozitnih materijala ojačanih vlaknima u novoizgrađenim konstrukcijama

Kompozitni materijal ojačan vlaknima (u daljnjem tekstu"FRP") je kompozit kontinuiranih vlakana i matrične smole. FRP materijali koji se trenutno koriste u građevinarstvu uglavnom uključuju kompozitne materijale ojačane ugljičnim vlaknima (CFRP), kompozitne materijale ojačane staklenim vlaknima (GFRP), kompozitne materijale ojačane aramidnim vlaknima (AFRP) i kompozitne materijale ojačane bazaltnim vlaknima (BFRP).

Trenutno je FRP lim predstavljen tkaninom od karbonskih vlakana postao važan materijal za strukturno ojačanje i naširoko se koristi u rekonstrukciji i ojačanju različitih civilnih i industrijskih zgrada. Pulwell je velika tvornica specijalizirana za proizvodnju FRP kompozitnih materijala u Kini. Tehnologija je vrlo zrela, a građevinsko iskustvo vrlo bogato.

Posljednjih godina istraživanje i primjena FRP materijala u novim strukturama također je postalo žarište istraživanja u području niskogradnje. Budući da se FRP razlikuje od fizičkih i mehaničkih svojstava tradicionalnih građevinskih materijala, ima velike tehničke prednosti i razvojni prostor za nove konstrukcije, koje se uglavnom ogledaju u:

1) Lagana i visoka čvrstoća. Specifična čvrstoća FRP-a (omjer čvrstoće i gustoće) je 20-50 puta veća od čelika. Upotreba FRP materijala može uvelike smanjiti kvalitetu konstrukcije i uvelike povećati krajnji raspon mostova i zgrada velikih raspona. .

2) Dobra otpornost na koroziju, može se koristiti za konstrukcije i strukture koje zahtijevaju posebna okruženja kao što su lučki inženjering, podzemni inženjering, mostovi i kemijske zgrade.

3) Praktično oblikovanje, jaka mogućnost oblikovanja i lako se može dizajnirati u rebra, kabele, cijevi i druge profile.

4) FRP je linearni elastični materijal koji se nakon velike deformacije može vratiti u izvorni oblik, što je povoljnije za konstrukcije koje mogu izdržati velika dinamička opterećenja i udarna opterećenja.

FRP materijali također imaju druge prednosti kao što su nemagnetnost, izolacija (osim CFRP) i mali koeficijent toplinske ekspanzije, te mogu igrati ulogu koju je drugim građevinskim materijalima teško zamijeniti u nekim posebnim strukturama.

Prijavni obrazac FRP-a u novoj strukturi

FRP-betonska kompozitna struktura

FRP-betonska kompozitna struktura odnosi se na kombinaciju FRP materijala i betona na određeni način da zajednički podnose opterećenje. Njegovi oblici uključuju FRP šipku-betonsku strukturu, FRP rešetku-betonsku strukturu, FRP-betonsku kompozitnu gredu (član tipa FRP grede u kombinaciji s betonskim krilima), FRP kompozitne komponente za cijevi i beton, itd.

Kompozitna struktura FRP-betona u potpunosti koristi karakteristike FRP-a i betona, ima dobra mehanička svojstva i dobru prilagodljivost okolišu te može zadovoljiti zahtjeve korištenja u različitim radnim uvjetima. Posebno u pomorskom inženjerstvu, prometnim cestama, mostovima i tunelima, komunalnom inženjeringu i drugim velikim projektima sa složenim okruženjima korištenja i visokim zahtjevima za materijalnim performansama, tehničke prednosti nove kompozitne strukture mogu se više iskoristiti.

FRP kompozitna konstrukcija šipka-beton

U teškim uvjetima okoliša, kao što su izmjenični mokri i suhi uvjeti, kemijski mediji itd., obične čelične šipke su sklone koroziji, što ozbiljno utječe na trajnost i primjenjivost konstrukcije te smanjuje nosivost konstrukcije. U ovom slučaju, FRP šipke s dobrim antikorozivnim svojstvima, veznim svojstvima sličnim čeličnim šipkama i visokom vlačnom čvrstoćom postaju bolji izbor za zamjenu čeličnih šipki (Tablica 1).

Tablica 1 Indeks fizikalnih i mehaničkih performansi FRP armature

Napomena: volumni sadržaj vlakana je 50% do 70%.

FRP rebra se formiraju impregnacijom i stvrdnjavanjem nekoliko neprekinutih snopova vlakana odgovarajućom smolom prema specifičnom postupku. Glavni proizvodni procesi uključuju pletene, upletene i pultrudirane. Među njima, pultrudirana je češća metoda (slika 1.). Podijeljena po obliku, linearna FRP rebra u obliku šipke formirana pultruzijom općenito se nazivaju rebra ili šipke, uključujući površinska okrugla rebra i površinski deformirana rebra, koja su relativno kruta i teško se savijaju; uviti snop vlakana u zavoje FRP rebra u obliku kompozitnih užadi nazivaju se užadima ili nitima. One su jednostruke ili višestruke, niske krutosti i mogu se savijati i namotati u kolute. Preporučite korištenje Pulwell staklenog materijala za ojačanje, patentirana tehnologija, kvaliteta je zajamčena!

a— pleteni tip; b - tip tordirane žice; c-pultrudirana deformirana rebra.

Završne napomene (1. dio)

Istraživanje primjene FRP-a u građevinarstvu trenutno je popularna tema u području niskogradnje. Razumijevanje FRP materijala u građevinskoj industriji još uvijek je uglavnom usmjereno na ojačanje postojećih konstrukcija i neke jednostavne primjene. Zbog tehničkog investicijskog praga FRP istraživanja primjene u građevinarstvu Viši, a razumijevanje ekonomije cijelog životnog ciklusa konstrukcije nije dovoljno duboko, a trenutne povezane inženjerske primjene su također manje.

Izgradnjom velike nacionalne infrastrukture i izgradnjom zgrada u raznim industrijama, zahtjevi za sigurnošću konstrukcija i vijekom trajanja sve su veći, a potražnja za novim visokoučinkovitim građevinskim materijalima koje predstavlja FRP postaje sve hitnija. Vjerujem da će u bliskoj budućnosti primjena FRP-a u novim strukturama postati industrija u nastajanju sa snažnim razvojnim zamahom i velikim tržišnim kapacitetom.

Nastavit će se...

Da biste saznali više o proizvodima za primjenu FRP' u novim strukturama, ostanite s nama: http://www.gfrp-china.com/composite-rebar/fiberglass-rebar/fiberglass-reinforced-polymer-rebar.html