Разработване и приложение на подсилени с влакна композитни материали в новопостроени конструкции
През последните години изследването и приложението на FRP материали в нови структури също се превърна в изследователска гореща точка в областта на гражданското строителство. Тъй като FRP е различен от физичните и механичните свойства на традиционните строителни материали, той има големи технически предимства и място за развитие, когато се използва в нови структури. Предишното"FRP Research Trends Part 1" В статията се споменава, че основните производствени процеси на FRP материали включват плетени, наклонени и пултрузии, сред които пултрузионният е по-разпространеният метод. Разделени по форма, пръчковидни линейни FRP ребра, образувани чрез пултрузия, обикновено се наричат ребра или пръти, включително повърхностни кръгли ребра и повърхностно деформирани ребра, които са относително твърди и трудни за огъване; усукване на снопа влакна в усуквания FRP ребрата под формата на композитни въжета се наричат въжета или нишки. Те са единични или множество нишки, с ниска твърдост и могат да се огъват и навиват на ролки. Препоръчайте използването на стъклен армировъчен материал Pulwell, патентована технология, качеството е гарантирано!
Професионален метод за формиране на ребра от FRP на Pulwell'(Фигура 1)
В началото на 60-те години на миналия век американската компания Marshall-Vega произвежда GFRP пръти, които се използват за решаване на опасностите от солна корозия на стоманобетонни конструкции в офшорни зони и студени райони. Започвайки от 80-те години на миналия век, прътите от FRP постепенно се използват широко в конструкции със специални изисквания за производителност, за да заменят стоманените пръти. Например сгради с магнитно резонансно медицинско оборудване и морски стени, панели за промишлени фабрики и други конструкции, които са подложени на тежка химическа ерозия. Проследяването и наблюдението в продължение на повече от 20 години установи, че FRP-бетонът е в добро работно състояние и цялостната икономия на целия жизнен цикъл е по-добра от тази на стоманобетонната конструкция, която често се поддържа и реновира. Геотехническото инженерство също е важна област на приложение на армировката от FRP. Използва се в инженерството като подпорни стени, анкери за фундамент и кесони на метрото, които се редуват между сухи и мокри поради приливни промени (Фигура 2).
Фиг.2 FRP армировка в конструкцията вместо стомана
Друга форма на използване на FRP сухожилия и нишки са предварително напрегнатите бетонни конструкции, които в момента се използват най-вече в мостовото инженерство. Германия построи първия в света'предварително напрегнат бетонен пътен мост с армировка от стъклени влакна в Дюселдорф през 1986 г.-Ulenberg Strass Bridge. Мостът използва 59 предварително напрегнати пръти от композитен материал в плочата на надстройката, всяка лента е съставена от 19 пръти от безалкални стъклени влакна (E) с диаметър 7,5 mm и общо 4 t GFRP се използва за целия мост . През 1991 г. в Лудвигсхафен е построен предварително напрегнат бетонен мост с обща дължина 80 m с CFRP сухожилия за частично предварително напрежение. FRP армировка, FRP армировка-бетон, FRP тръбни композитни компоненти и др., в момента са най-важните стандарти за проектиране за FRP материали в областта на гражданското строителство. Pulwell има 25 години опит в процеса на производство на композитни материали, подсилени с FRP, и има голям брой инженерни случаи и опит в строителството.
FRP решетка-бетонна композитна структура
FRP мрежата е цялостна решетка, образувана чрез импрегниране на високоефективни непрекъснати влакна като въглеродни влакна и стъклени влакна в смола с добра устойчивост на корозия. След като влакното се инфилтрира и втвърди от смолата, то има по-висока якост и твърдост, което е различно от гъвкавостта на тъкането и формоването. Решетка (Фигура 3).
FRP мрежата е лесна за използване, лесна и бърза за изграждане. Може да замени стоманените пръти в нови бетонни конструкции. Особено подходящ е за стени и плочи. Той се превръща в основен материал, когато се прилага при специални условия и може да образува нова система. Това не е просто допълнение към традиционните FRP материали.
Фиг.3 CFRP решетка
Инженерното приложение на FRP решетъчните материали започва през 80-те години на миналия век. Първоначално Япония използва решетки от стъклени влакна за структурно подсилване, а след това решетките от въглеродни влакна бяха бързо разработени и количеството на инженерните приложения се увеличи бързо. Той е широко използван в тунели и самолети. Писти, престилки, мостове, магистрали, сгради, канавки и много други проекти за ново строителство и укрепване.
Например, при изграждането на подземни конструкции, тунелни щитове и др., FRP решетките могат да се използват като напрегната армировка и бетон за образуване на подземна непрекъсната стена. Когато строителната операция на щитовата машина срещне непрекъснатата стена, тя може да бъде отрязана директно. Не е необходимо да се реже ръчно, както при стоманобетонни стени, което спестява много работна сила и време и намалява рисковете при строителството (Фигура 4).
Фиг.4 CFRP решетка, използвана в тунелното инженерство
В допълнение, FRP мрежата е с лека тежест и основно тънка, лесна за обработка в различни форми и може да се използва като основен материал, носещ напрежение за сглобяеми компоненти, и е особено подходяща за производството на сглобяеми компоненти като плочи, тръби и оградни конструкции. Понастоящем се популяризират и прилагат свързани сглобяеми продукти от FRP.
Сглобяеми продукти от CFRP мрежа
FRP тръбно-бетонна композитна конструкция
FRP тръбата е ламинирана обвивка с многопосочно полагане на влакна. Произвежда се по метод на навиване, метод на центробежно леене и метод на пултрузия. Влакното може да бъде положено в посока на обръча или ±α° с посоката на обръча (Фигура 5).
Изливането на бетон в FRP тръби може да образува композитни компоненти от FRP тръба-бетон, подобно на бетона от стоманена тръба, FRP тръбо-бетонните компоненти обикновено имат две форми: FRP бетонни компоненти с кръгла тръба и FRP бетонни компоненти с квадратна тръба.
Фиг.5 FRP тръба
FRP тръбобетонът има превъзходни сеизмични характеристики. Може да се проектира без или с намалена армировка, като по време на строителството не се изисква кофраж. Тръбата е лека по качество и лесна и бърза за конструиране, което може да намали натоварването и разходите за строителство. FRP тръбният бетон е устойчив на корозия и може да се използва дълго време под вода. Особено подходящ е за използване в хидравлични конструкции и морско инженерство. Разходите за поддръжка са ниски, а дългосрочните му икономически ползи имат очевидни предимства (Фигура 6).
Фиг.6 FRP тръбна купчина в процес на изграждане
FRP компоненти и структури
Освен че се използват в комбинация с бетон, FRP материалите могат да се използват и самостоятелно като структурни елементи или дори да образуват пълна FRP структура.
FRP покрив
През 60-те години на миналия век Обединеното кралство започва да произвежда композитни покривни конструкции от GFRP, които се изпращат до Близкия изток и Северна Африка за строителство и употреба. През 1968 г. в Бенгажи, Либия е построена куполна конструкция, използваща GFRP сандвич панели и алуминиеви скелети; през 1972 г., алианският вожд на международното летище в Дубай използва покрив с чадър от GFRP. През 70-те и 80-те години на миналия век някои сгради в Обединеното кралство използваха GFRP като носещи или полуносещи компоненти, различни от греди и колони. През 1974 г. е завършена първата изцяло композитна сграда в Ланкашир, Англия, с пространствена структура, съставена от триъгълни пирамиди.
През 1994 г. мостът Bond Mill, построен в Обединеното кралство, е съставен от GFRP пултрудирани профили. Това е подвижен мост, който може да премине 40-тонен камион. През 1996 г. Ръсел, Канзас, САЩ, издигна първия пътен мост с помощта на палубни плочи от FRP. За по-малко от десет години оттогава в Съединените щати има десетки малки и средни мостове, използващи FRP палуби.
Фиг.7 FRP мостова палуба в процес на изграждане
Пълната FRP структура също е използвана в мостово инженерство. Теоретичният живот на конструкцията може да достигне стотици години и може да се поддържа безплатно по време на експлоатация. През последните години е високо ценен в Европа. В момента са изградени стотици малки по размер FRP структури. Пешеходен и пейзажен мост. Например, първият в света мост с пълна FRP структура — пешеходен мост Аберфелди в Шотландия, с обща дължина от 113 m и основен участък от 63 m, е въжена система с две кули и две кабелни равнини. Кулите, гредите и палубите на моста Парапетите и парапетите са направени от пултрузиран GFRP профили, предварително произведени в завода. Мостовите кабели са изработени от кевлар арамидни влакна. Пълната инсталация на моста отнема само 6 седмици. Съединените щати, Япония, Китай и други страни също успешно изградиха серия от пешеходни мостове с пълна FRP структура.
Приложение на FRP в океанското инженерство
В стратегията за напредък в развитието на морските ресурси, изграждането на морска транспортна инфраструктура включва много области като пристанища и пристанища, морски платформи, инженерно строителство на острови и рифове и мостове за пресичане на морето. В момента повечето от тези съоръжения са стоманобетонни конструкции и стоманени конструкции. Околната среда е много тежка корозивна среда и издръжливостта на традиционните стоманобетонни конструкции и стоманени конструкции са изправени пред тежки изпитания в тази среда. Като се имат предвид различните технически изисквания на морското инженерно строителство, структурните материали трябва да имат всеобхватни свойства като висока якост, ниска плътност, висока издръжливост, лесно оформяне, удобна конструкция и т.н., а FRP материалите са доказано, че притежават горното чрез голям брой на изследователски и инженерни приложения. Изискванията за производителност са добър избор за решаване на много трудности в издръжливостта на материала и строителната технология в морското инженерно строителство. Освен това, за изграждането на отдалечени острови и рифове, FRP материалите могат да се използват и в комбинация с морска вода и бетон с морски пясък (коралов пясък) за образуване на композитна структура от FRP-морски пясък от морски пясък, което основно решава проблема с получаването на материали на място и значително намалява транспортирането на проекта. Разходи и разходи за строителство.
Заключителни бележки
Приложните изследвания на FRP в гражданското строителство в момента са гореща тема в областта на гражданското инженерство. В допълнение към укрепването на съществуващи структури и някои прости приложения, FRP материалите имат много по-широки приложения. Pulwell следи Според търсенето на пазара, ние продължаваме да разработваме и изследваме най-новите FRP приложения за производство на висококачествени композитни материали. Тъй като много страни имат все по-високи изисквания за безопасност и експлоатационен живот на конструкциите при изграждането на основна инфраструктура и сгради в различни индустрии, търсенето на нови високоефективни строителни материали, представени от FRP, става все по-належащо. Вярвам, че в близко бъдеще прилагането на FRP в нови структури ще се превърне в нововъзникваща индустрия със силна инерция за развитие и огромен пазарен капацитет.
За повече информация относно FRP материалите, моля, свържете се с нас на info@gfrp-china.com.
