Vývoj a aplikácia kompozitných materiálov vystužených vláknami v novovybudovaných konštrukciách
Vláknom vystužený kompozitný materiál (ďalej len"FRP") je kompozit z nekonečných vlákien a matricovej živice. Materiály FRP, ktoré sa v súčasnosti používajú v stavebníctve, zahŕňajú najmä kompozitné materiály vystužené uhlíkovými vláknami (CFRP), kompozitné materiály vystužené sklenenými vláknami (GFRP), kompozitné materiály vystužené aramidovými vláknami (AFRP) a kompozitné materiály vystužené čadičovými vláknami (BFRP).
V súčasnosti sa FRP fólia reprezentovaná tkaninou z uhlíkových vlákien stala dôležitým konštrukčným výstužným materiálom a bola široko používaná pri rekonštrukciách a vystužovaní rôznych občianskych a priemyselných budov. Pulwell je veľká továreň špecializujúca sa na výrobu FRP kompozitných materiálov v Číne. Technológia je veľmi vyspelá a stavebné skúsenosti veľmi bohaté.
Výskum a aplikácia FRP materiálov v nových konštrukciách sa v posledných rokoch stali aj centrom výskumu v oblasti stavebníctva. Keďže FRP sa líši od fyzikálnych a mechanických vlastností tradičných stavebných materiálov, má veľké technické výhody a priestor na vývoj nových konštrukcií, ktoré sa prejavujú najmä:
1) Ľahká a vysoká pevnosť. Špecifická pevnosť FRP (pomer pevnosti k hustote) je 20- až 50-krát väčšia ako u ocele. Použitie FRP materiálu môže výrazne znížiť kvalitu konštrukcie a výrazne zvýšiť konečné rozpätie mostov a budov s veľkým rozpätím. .
2) Dobrá odolnosť proti korózii, môže byť použitá pre konštrukcie a konštrukcie, ktoré vyžadujú špeciálne prostredie, ako je prístavné inžinierstvo, podzemné inžinierstvo, mosty a chemické budovy.
3) Pohodlné tvarovanie, silná navrhovateľnosť a dá sa ľahko navrhnúť do rebier, káblov, rúrok a iných profilov.
4) FRP je lineárny elastický materiál, ktorý je možné po veľkej deformácii vrátiť do pôvodného tvaru, čo je výhodnejšie pre konštrukcie, ktoré znesú veľké dynamické zaťaženie a rázové zaťaženie.
FRP materiály majú aj ďalšie výhody, ako sú nemagnetické vlastnosti, izolácia (okrem CFRP) a malý koeficient tepelnej rozťažnosti a môžu hrať rolu, ktorú iné stavebné materiály ťažko nahradia v niektorých špeciálnych konštrukciách.
Formulár žiadosti o FRP v novej štruktúre
FRP-betónová kompozitná konštrukcia
Kompozitná štruktúra FRP-betón sa vzťahuje na kombináciu materiálu FRP a betónu určitým spôsobom, aby spoločne znášali zaťaženie. Medzi jeho formy patrí tyčovo-betónová konštrukcia z FRP, mriežkovo-betónová konštrukcia z FRP, kompozitný nosník z FRP betónu (prvok typu nosníka FRP v kombinácii s betónovými krídlami), kompozitné prvky z FRP rúrky a betónu atď.
Kompozitná štruktúra FRP-betón plne využíva vlastnosti FRP a betónu, má dobré mechanické vlastnosti a dobrú prispôsobivosť voči životnému prostrediu a môže spĺňať požiadavky na použitie v rôznych pracovných podmienkach. Najmä v námornom inžinierstve, dopravných cestách, mostoch a tuneloch, komunálnom inžinierstve a iných rozsiahlych projektoch s komplexným prostredím použitia a vysokými požiadavkami na materiálový výkon je možné viac uplatniť technické výhody novej kompozitnej konštrukcie.
FRP tyčovo-betónová kompozitná konštrukcia
V náročných podmienkach prostredia, ako je striedanie mokrých a suchých podmienok, chemické médiá a pod., sú obyčajné oceľové tyče náchylné na koróziu, čo vážne ovplyvňuje životnosť a použiteľnosť konštrukcie a znižuje nosnosť konštrukcie. V tomto prípade sa tyče FRP s dobrým antikoróznym výkonom, spojovacími vlastnosťami podobnými oceľovým tyčám a vysokou pevnosťou v ťahu stávajú lepšou voľbou na nahradenie oceľových tyčí (tabuľka 1).
Tabuľka 1 Index fyzikálnych a mechanických vlastností výstuže FRP
Typ | Oceľová výstuž | GFRP výstuž | CFRP výstuž | AFRP výstuž |
Hustota/(g.cm-3) | 7.9 | 1.25-2.10 | 1.50-1.60 | 1.25-1.40 |
Medza klzu/(MPa) | 276-517 | - | - | - |
Pevnosť v ťahu/(MPa) | 483-690 | 483-1600 | 600-3690 | 1720-2540 |
Modul pružnosti/(GPa) | 200 | 35-51 | 120-580 | 41-125 |
Konečné predĺženie/% | 6.0-12.0 | 1.2-3.10 | 0.5-1.70 | 1.9-4.40 |
Poznámka: Obsah vlákniny je 50% až 70%.
FRP rebrá sa vytvárajú impregnáciou a vytvrdením niekoľkých súvislých zväzkov vlákien vhodnou živicou podľa špecifického procesu. Hlavné výrobné procesy zahŕňajú pletené, splietané a pultrudované. Medzi nimi je bežnejšou metódou pultrudovaná (obrázok 1). Tyčinkové lineárne FRP rebrá vytvorené pultrúziou, rozdelené podľa tvaru, sa všeobecne nazývajú rebrá alebo tyče, vrátane povrchových okrúhlych rebier a povrchovo deformovaných rebier, ktoré sú relatívne tuhé a ťažko sa ohýbajú; skrútiť zväzok vlákien do zákrutov FRP rebrá vo forme kompozitných lán sa nazývajú laná alebo pramene. Sú to jednoduché alebo viacvláknové, s nízkou tuhosťou a môžu sa ohýbať a navíjať do roliek. Odporúčame použiť sklenený výstužný materiál Pulwell, patentovaná technológia, kvalita je zaručená!
a—pletený typ; b—typ skrúteného drôtu; c—pultrudované deformované rebrá.
Záverečné poznámky (1. časť)
Aplikačný výskum FRP v stavebníctve je v súčasnosti populárnym predmetom v oblasti stavebníctva. Porozumenie FRP materiálom v stavebníctve sa stále zameriava hlavne na vystuženie existujúcich konštrukcií a niektoré jednoduché aplikácie. Vzhľadom na technickú investičnú hranicu výskumu aplikácií v stavebníctve FRP je vyššia a pochopenie ekonomiky celého životného cyklu konštrukcie nie je dostatočne hlboké a súčasné súvisiace inžinierske aplikácie sú tiež menšie.
S výstavbou významnej národnej infraštruktúry a výstavbou budov v rôznych priemyselných odvetviach sú požiadavky na konštrukčnú bezpečnosť a životnosť čoraz vyššie a dopyt po nových vysokovýkonných stavebných materiáloch reprezentovaných FRP je stále naliehavejší. Verím, že v blízkej budúcnosti V budúcnosti sa aplikácia FRP v nových štruktúrach stane rozvíjajúcim sa odvetvím so silnou rozvojovou dynamikou a obrovskou trhovou kapacitou.
Pokračovanie nabudúce...
Ak sa chcete dozvedieť viac o aplikačných produktoch FRP' v nových štruktúrach, zostaňte naladení: http://www.gfrp-china.com/composite-rebar/fiberglass-rebar/fiberglass-reinforced-polymer-rebar.html
