Стекловолокно
В современном строительстве стальные стержни, как основной армирующий материал бетонных конструкций, долгое время играли решающую роль. Однако долговечность традиционной стали во влажных и коррозионных средах становится все более актуальной, особенно в суровых условиях, таких как прибрежные районы, химические заводы и подземные туннели. Коррозия стали приводит к растрескиванию и отслаиванию бетона, серьезно влияя на безопасность конструкции и срок ее службы. Для решения этой проблемы появились стекловолоконные армированные полимерные стержни (FRP), которые быстро стали важным компонентом высокоэффективных строительных материалов.
Асфальтоармированные полимерные стержни в основном состоят из высокопрочных стекловолокон, эпоксидной смолы и слоя поверхностной обработки.
Стекловолоконный армированный пластик (GFRP) также обладает превосходными теплоизоляционными свойствами. Его теплопроводность составляет всего 1/200 от теплопроводности стали, что эффективно блокирует передачу тепла. В условиях высоких температур, например, при пожаре, этот материал не теряет прочность так быстро, как сталь, тем самым увеличивая время огнестойкости конструкции. Кроме того, его изоляционные свойства придают ему уникальную ценность в энергетических объектах и ??проектах электромагнитной защиты. Например, использование GFRP в фундаментных конструкциях подстанций может предотвратить локальную коррозию, вызванную током заземления, повышая безопасность системы. Этот ряд дополнительных свойств позволяет расширить применение стекловолокнистого армированного пластика (GFRP) за пределы традиционного гражданского строительства и охватить множество областей, таких как возобновляемая энергетика, железнодорожный транспорт и интеллектуальные здания.
В условиях глобального акцента на устойчивое развитие углеродный след строительных материалов стал одним из критериев оценки. GFRP отличается низким энергопотреблением при производстве и не содержит тяжелых металлов. После утилизации его энергия может быть рекуперирована путем высокотемпературного сжигания, что обеспечивает повторное использование ресурсов.
По сравнению с огромными выбросами углерода, ежегодно генерируемыми сталелитейной промышленностью, выбросы углерода от стержней из стекловолокнистого армированного пластика (GFRP) снижаются более чем на 60% на протяжении всего их жизненного цикла. Одновременно с этим, их сверхдлительный срок службы сокращает потери ресурсов, вызванные техническим обслуживанием и заменой конструкций, что соответствует концепции ?зеленого? развития ?сокращение, повторное использование и переработка?. На фоне национальных усилий по достижению целей ?двойного углеродного баланса? стержни из GFRP становятся одним из предпочтительных материалов для экологически чистых зданий и низкоуглеродной инфраструктуры. Процесс стандартизации и состояние рынка. В последние годы система стандартов для арматурных стержней из стекловолокнистого композита (GFRP) постоянно совершенствуется как внутри страны, так и за рубежом. В Китае были выпущены отраслевые стандарты, такие как ?Технические условия на арматурные стержни из композитных материалов, армированных волокном, для железобетонных конструкций? (GB/T 50897-2013) и ?Армированные волокном пластиковые стержни? (JC/T 2503-2019), уточняющие их механические свойства, долговечность, строительные процессы и другие технические требования. На международном уровне соответствующие положения включены в стандарты, такие как американский ACI 440 и европейский ETAG 012. Хотя первоначальная стоимость закупки стекловолоконной арматуры в настоящее время выше, чем у традиционных стальных стержней, ее экономическая эффективность становится все более очевидной, если учитывать затраты на техническое обслуживание, ремонт и экономические выгоды от увеличения срока службы на протяжении всего жизненного цикла. Благодаря технологической зрелости и крупномасштабному производству цены неуклонно снижаются, а рыночное признание продолжает расти. Тенденции развития в будущем: интеграция интеллекта и многофункциональности. В будущем развитие армирования стекловолокном будет двигаться в сторону интеллекта и многофункциональности. Исследователи изучают возможность встраивания волоконно-оптических датчиков в армирующий материал для достижения таких функций, как мониторинг напряжений и раннее предупреждение о трещинах, создавая таким образом ?умные конструкции?. Одновременно с этим, сочетание нанопокрытий позволит еще больше повысить его устойчивость к УФ-излучению и антивозрастные свойства. В области исследований и разработок новых материалов постоянно совершаются прорывы в создании новых композитных материалов, таких как армирование углеродным волокном и арамидным волокном, что обеспечивает более точные решения для различных инженерных задач. Можно предположить, что армирование стекловолокном станет не только конструкционным армирующим материалом, но и незаменимым носителем данных и структурным элементом в будущих интеллектуальных зданиях и системах цифровых двойников.