FRP-Forschungstrends (Teil 1)

Entwicklung und Anwendung faserverstärkter Verbundwerkstoffe in Neubauten

Faserverstärktes Verbundmaterial (im Folgenden als"FRP" bezeichnet) ist ein Verbundmaterial aus Endlosfasern und Matrixharz. Zu den derzeit im Tiefbau verwendeten FVK-Werkstoffen zählen hauptsächlich kohlenstofffaserverstärkte Verbundwerkstoffe (CFK), glasfaserverstärkte Verbundwerkstoffe (GFK), aramidfaserverstärkte Verbundwerkstoffe (AFRP) und basaltfaserverstärkte Verbundwerkstoffe (BFRP).

Gegenwärtig ist eine durch Kohlefasergewebe repräsentierte FRP-Folie zu einem wichtigen strukturellen Verstärkungsmaterial geworden und wird in großem Umfang bei der Rekonstruktion und Verstärkung verschiedener Zivil- und Industriegebäude verwendet. Pulwell ist eine große Fabrik, die sich auf die Herstellung von FRP-Verbundwerkstoffen in China spezialisiert hat. Die Technik ist sehr ausgereift und die Bauerfahrung sehr reichhaltig.

In den letzten Jahren hat sich die Erforschung und Anwendung von FVK-Materialien in neuen Bauwerken auch im Bereich des Bauingenieurwesens zu einem Forschungs-Hotspot entwickelt. Da FVK sich von den physikalischen und mechanischen Eigenschaften herkömmlicher Baustoffe unterscheidet, bietet es große technische Vorteile und Entwicklungsspielraum für neue Konstruktionen, die sich vor allem in:

1) Leicht und hochfest. Die spezifische Festigkeit von FRP (das Verhältnis von Festigkeit zu Dichte) beträgt das 20- bis 50-fache der von Stahl. Die Verwendung von FRP-Material kann die Qualität der Struktur stark reduzieren und die endgültige Spannweite von großspannigen Brücken und Gebäuden erheblich erhöhen. .

2) Gute Korrosionsbeständigkeit, kann für Konstruktionen und Bauwerke verwendet werden, die spezielle Umgebungen erfordern, wie z. B. Hafenbau, Tiefbau, Brücken und Chemiegebäude.

3) Bequemes Formen, starke Gestaltbarkeit und kann leicht zu Rippen, Kabeln, Rohren und anderen Profilen verarbeitet werden.

4) FRP ist ein linearelastisches Material, das nach einer großen Verformung wieder in seine ursprüngliche Form gebracht werden kann, was für Strukturen vorteilhafter ist, die großen dynamischen Belastungen und Stoßbelastungen standhalten.

FRP-Materialien haben auch andere Vorteile wie nicht magnetisch, isolierend (außer CFK) und einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten und können dazu beitragen, dass andere Baumaterialien in einigen Sonderkonstruktionen schwer zu ersetzen sind.

Antragsformular FRP in neuer Struktur

GFK-Beton-Verbundstruktur

Unter GFK-Beton-Verbundbau versteht man die Verbindung von GFK-Material und Beton in gewisser Weise, um gemeinsam die Last zu tragen. Seine Formen umfassen FRP-Stangenbetonkonstruktion, FRP-Gitterbetonkonstruktion, FRP-Beton-Verbundträger (FRP-Trägerelement in Kombination mit Betonflügeln), FRP-Rohr-Beton-Verbundkomponenten usw.

Die FRP-Beton-Verbundstruktur nutzt die Eigenschaften von FRP und Beton voll aus, hat gute mechanische Eigenschaften und eine gute Anpassungsfähigkeit an die Umwelt und kann die Anforderungen des Einsatzes unter verschiedenen Arbeitsbedingungen erfüllen. Vor allem im Schiffsbau, Verkehrsstraßen, Brücken und Tunneln, Kommunaltechnik und anderen Großprojekten mit komplexen Nutzungsumgebungen und hohen Anforderungen an die Materialleistung können die technischen Vorteile der neuen Verbundkonstruktion verstärkt genutzt werden.

GFK-Stangenbeton-Verbundstruktur

Unter schwierigen Umgebungsbedingungen, wie wechselnden nassen und trockenen Bedingungen, chemischen Medien usw., sind gewöhnliche Stahlstangen anfällig für Korrosion, was die Haltbarkeit und Anwendbarkeit der Struktur ernsthaft beeinträchtigt und die Tragfähigkeit der Struktur verringert. In diesem Fall sind FRP-Stäbe mit guter Korrosionsschutzleistung, stabstahlähnlichen Bindungseigenschaften und hoher Zugfestigkeit die bessere Wahl, um Stahlstäbe zu ersetzen (Tabelle 1).

Tabelle 1 Physikalischer und mechanischer Leistungsindex der FRP-Bewehrung

Hinweis: Der Faservolumengehalt beträgt 50 bis 70 %.

GFK-Rippen werden durch Imprägnieren und Härten mehrerer Endlosfaserbündel mit einem passenden Harz nach einem bestimmten Verfahren gebildet. Zu den wichtigsten Produktionsverfahren zählen geflochten, verseilt und pultrudiert. Unter diesen ist pultrudiert ein häufigeres Verfahren (Abbildung 1). Nach Form unterteilt, werden stabförmige lineare FRP-Rippen, die durch Pultrusion gebildet werden, im Allgemeinen als Rippen oder Stäbe bezeichnet, einschließlich oberflächenrunder Rippen und oberflächenverformter Rippen, die relativ steif und schwer zu biegen sind; das Faserbündel zu Zwirnen verdrillen Die GFK-Rippen in Form von Verbundseilen werden als Seile oder Litzen bezeichnet. Sie sind ein- oder mehrsträngig, haben eine geringe Steifigkeit und können gebogen und zu Rollen aufgewickelt werden. Empfehlen Sie die Verwendung von Pulwell Glasverstärkungsmaterial, patentierte Technologie, Qualität ist garantiert!

a – geflochtener Typ; b – verdrillter Drahttyp; c – pultrudierte verformte Rippen.

Abschließende Bemerkungen (Teil 1)

Die Anwendungsforschung von FVK im Bauingenieurwesen ist derzeit ein beliebtes Thema im Bauingenieurwesen. Das Verständnis von GFK-Werkstoffen in der Bauindustrie konzentriert sich immer noch hauptsächlich auf die Verstärkung bestehender Strukturen und einige einfache Anwendungen. Aufgrund der technischen Investitionsschwelle des FRP-Tiefbaus ist die Anwendungsforschung höher, und das Verständnis für die Ökonomie des gesamten Lebenszyklus des Bauwerks ist nicht tief genug, und die derzeitig verwandten Ingenieuranwendungen sind auch geringer.

Mit dem Bau großer nationaler Infrastrukturen und dem Bau von Gebäuden in verschiedenen Branchen werden die Anforderungen an die Tragsicherheit und Lebensdauer immer höher und die Nachfrage nach neuen Hochleistungsbaustoffen aus FVK immer dringlicher. Ich glaube, dass in naher Zukunft die Anwendung von FVK in neuen Strukturen zu einer aufstrebenden Industrie mit starker Entwicklungsdynamik und enormer Marktkapazität wird.

Fortsetzung folgt...

Um mehr über die Anwendungsprodukte von FRP' in neuen Strukturen zu erfahren, bleiben Sie dran:http://www.gfrp-china.com/composite-rebar/fiberglass-rebar/fiberglass-reinforced-polymer-rebar.html