Datblygu a Chymhwyso Deunyddiau Cyfansawdd Atgyfnerthiedig â Ffibr mewn Strwythurau Newydd eu Adeiladu
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwil a chymhwyso deunyddiau FRP mewn strwythurau newydd hefyd wedi dod yn fan problemus ym maes peirianneg sifil. Oherwydd bod FRP yn wahanol i briodweddau ffisegol a mecanyddol deunyddiau adeiladu traddodiadol, mae ganddo fanteision technegol mawr a lle i ddatblygu pan gaiff ei ddefnyddio mewn strwythurau newydd. Y dyfyniad&blaenorol; Tueddiadau Ymchwil FRP Rhan 1 &; soniodd yr erthygl fod prif brosesau cynhyrchu deunyddiau FRP yn cynnwys plethedig, sownd a pultruded, a pultruded yw'r dull mwyaf cyffredin ymhlith hynny. Wedi'u rhannu â siâp, gelwir asennau FRP llinellol siâp gwialen a ffurfiwyd gan pultrusion yn asennau neu fariau yn gyffredinol, gan gynnwys asennau crwn wyneb ac asennau wedi'u dadffurfio ar yr wyneb, sy'n gymharol anhyblyg ac anodd eu plygu; troelli'r bwndel ffibr yn droadau Gelwir yr asennau FRP ar ffurf rhaffau cyfansawdd yn rhaffau neu'n llinynnau. Maent yn llinynnau sengl neu luosog, gydag anhyblygedd isel, a gellir eu plygu a'u clwyfo i mewn i roliau. Argymell defnyddio deunydd atgyfnerthu gwydr Pulwell, technoleg patent, gwarantir ansawdd!
Pulwell' s dull ffurfio asennau FRP proffesiynol(Ffigur 1)
Yn gynnar yn y 1960au, cynhyrchodd cwmni Americanaidd Marshall-Vega fariau GFRP, a ddefnyddiwyd i ddatrys peryglon cyrydiad halen strwythurau concrit wedi'u hatgyfnerthu mewn ardaloedd alltraeth ac ardaloedd oer. Gan ddechrau yn yr 1980au, mae bariau FRP wedi cael eu defnyddio'n helaeth yn raddol mewn strwythurau sydd â gofynion perfformiad arbennig i ddisodli bariau dur. Er enghraifft, adeiladau sydd ag offer meddygol cyseiniant magnetig a morgloddiau, paneli adeiladu ffatri diwydiannol a strwythurau eraill sy'n destun erydiad cemegol difrifol. Canfu olrhain a monitro am fwy nag 20 mlynedd fod concrit bar FRP mewn cyflwr gweithio da, ac mae economi gynhwysfawr y cylch bywyd cyfan yn well nag eiddo'r strwythur concrit wedi'i atgyfnerthu sy'n cael ei gynnal a'i adnewyddu'n aml. Mae peirianneg geotechnegol hefyd yn faes cymhwysiad pwysig o atgyfnerthu FRP. Fe'i defnyddiwyd mewn peirianneg fel waliau cynnal, angorau sylfaen a chaissonau isffordd sy'n newid rhwng sych a gwlyb oherwydd newidiadau llanw (Ffigur 2).
Ffig.2 Atgyfnerthiad FRP yn y strwythur yn lle dur
Math arall o ddefnydd o dendonau a llinynnau FRP yw strwythurau concrit wedi'u crynhoi, a ddefnyddir ar hyn o bryd yn bennaf mewn peirianneg pontydd. Adeiladodd yr Almaen y byd' s pont ffordd goncrit gyntaf dan straen gydag atgyfnerthu ffibr gwydr yn Düsseldorf ym 1986-Ulenberg Strass Bridge. Mae'r bont yn defnyddio 59 bar cyfansawdd deunydd wedi'i falu yn y slab uwch-strwythur, mae pob bar yn cynnwys 19 bar graddio ffibr gwydr (E) heb alcali gyda diamedr o 7.5 mm, a defnyddir cyfanswm o 4 t GFRP ar gyfer y bont gyfan. . Yn 1991, adeiladwyd pont goncrit dan bwysau gyda chyfanswm hyd o 80 m yn Ludwigshafen gyda thendonau CFRP i rag-bwysleisio'n rhannol. Atgyfnerthu FRP, atgyfnerthu-concrit FRP, cydrannau cyfansawdd pibell FRP, ac ati, yw'r safonau dylunio pwysicaf ar hyn o bryd ar gyfer deunyddiau FRP ym maes peirianneg sifil. Mae gan Pulwell 25 mlynedd o brofiad proses gweithgynhyrchu deunydd cyfansawdd wedi'i atgyfnerthu gan FRP, ac mae ganddo nifer fawr o achosion peirianneg a phrofiad adeiladu.
Strwythur cyfansawdd grid-concrit FRP
Mae grid FRP yn grid cyffredinol a ffurfiwyd trwy drwytho ffibrau parhaus perfformiad uchel fel ffibr carbon a ffibr gwydr mewn resin sydd ag ymwrthedd cyrydiad da. Ar ôl i'r ffibr gael ei ymdreiddio a'i wella gan y resin, mae ganddo gryfder ac anhyblygedd uwch, sy'n wahanol i hyblygrwydd gwehyddu a ffurfio. Grille (Ffigur 3).
Mae grid FRP yn hawdd ei ddefnyddio, yn syml ac yn gyflym i'w adeiladu. Gall ddisodli bariau dur mewn strwythurau concrit newydd. Mae'n arbennig o addas ar gyfer waliau a slabiau. Mae'n dod yn ddeunydd sylfaenol pan gaiff ei gymhwyso o dan amodau arbennig a gall ffurfio system newydd. Nid yw'n ychwanegiad at ddeunyddiau FRP traddodiadol yn unig.
Ffig.3 grid CFRP
Dechreuodd cymhwysiad peirianneg deunyddiau grid FRP yn yr 1980au. I ddechrau, defnyddiodd Japan gridiau ffibr gwydr ar gyfer atgyfnerthu strwythurol, ac yna mae gridiau ffibr carbon wedi'u datblygu'n gyflym, ac mae nifer y cymwysiadau peirianneg wedi cynyddu'n gyflym. Fe'i defnyddiwyd yn helaeth mewn twneli ac awyrennau. Rhedeg, ffedogau, pontydd, priffyrdd, adeiladau, ffosydd a llawer o brosiectau adeiladu ac atgyfnerthu newydd eraill.
Er enghraifft, wrth adeiladu strwythurau tanddaearol, tariannau twnnel, ac ati, gellir defnyddio gridiau FRP fel yr atgyfnerthiad dan straen a'r concrit i ffurfio wal barhaus danddaearol. Pan fydd gweithrediad adeiladu'r peiriant tarian yn dod ar draws y wal barhaus, gellir ei dorri'n uniongyrchol. Nid oes angen ei dorri â llaw fel wrth ddod ar draws waliau concrit wedi'i atgyfnerthu, sy'n arbed llawer o weithwyr ac amser, ac yn lleihau risgiau adeiladu (Ffigur 4).
Ffig.4 grid CFRP a ddefnyddir mewn peirianneg twnnel
Yn ogystal, mae'r rhwyll FRP yn ysgafn o ran pwysau ac yn y bôn yn denau, yn hawdd i'w brosesu i wahanol siapiau, a gellir ei ddefnyddio fel y prif ddeunydd sy'n dwyn straen ar gyfer cydrannau parod, ac mae'n arbennig o addas ar gyfer cynhyrchu cydrannau parod fel platiau, tiwbiau, a strwythurau cau. Ar hyn o bryd, mae cynhyrchion parod FRP cysylltiedig wedi'u hyrwyddo a'u defnyddio.
Cynhyrchion precast grid CFRP
Strwythur cyfansawdd pibell-goncrit FRP
Mae pibell FRP yn gragen wedi'i lamineiddio â gosod ffibr aml-gyfeiriadol. Mae'n cael ei wneud trwy ddull weindio, dull castio allgyrchol a dull pultrusion. Gellir gosod y ffibr i gyfeiriad y cylch neu ± α ° gyda chyfeiriad y cylch (Ffigur 5).
Gall tywallt concrit i mewn i bibellau FRP ffurfio cydrannau cyfansawdd concrit pibell FRP, yn debyg i goncrit tiwb dur, mae dwy ffurf yn gyffredinol i gydrannau concrit pibell FRP: cydrannau concrit pibell gron FRP a chydrannau concrit pibell sgwâr FRP.
Ffig.5 pibell FRP
Mae gan seismig pibell FRP berfformiad seismig gwell. Gellir ei ddylunio heb neu lai o atgyfnerthu, ac nid oes angen unrhyw waith ffurf yn ystod y gwaith adeiladu. Mae'r bibell yn ysgafn o ran ansawdd ac yn hawdd ac yn gyflym i'w hadeiladu, a all leihau llwyth gwaith a chost adeiladu. Mae concrit pibell FRP yn gallu gwrthsefyll cyrydiad a gellir ei ddefnyddio am amser hir o dan ddŵr. Mae'n arbennig o addas i'w ddefnyddio mewn strwythurau hydrolig a pheirianneg forol. Mae ei gost cynnal a chadw yn isel, ac mae gan ei fuddion economaidd tymor hir fanteision amlwg (Ffigur 6).
Ffig.6 pentwr pibellau FRP yn cael ei adeiladu
Cydrannau a strwythurau FRP
Yn ogystal â chael eu defnyddio mewn cyfuniad â choncrit, gellir defnyddio deunyddiau FRP yn annibynnol hefyd fel aelodau strwythurol, neu hyd yn oed ffurfio strwythur FRP llawn.
To FRP
Yn y 1960au, roedd y Deyrnas Unedig wedi dechrau cynhyrchu strwythurau to cyfansawdd GFRP, a gafodd eu cludo i'r Dwyrain Canol a Gogledd Affrica i'w hadeiladu a'u defnyddio. Ym 1968, adeiladwyd strwythur cromen gan ddefnyddio paneli rhyngosod GFRP a sgerbydau alwminiwm yn Bengazhi, Libya; ym 1972, mae Maes Awyr Rhyngwladol Dubai, pennaeth Alian, yn defnyddio to ymbarél GFRP. Yn y 1970au a'r 1980au, defnyddiodd rhai adeiladau yn y DU GFRP fel cydrannau dwyn llwyth neu led-lwyth heblaw trawstiau a cholofnau. Ym 1974, cwblhawyd yr adeilad holl-gyfansawdd cyntaf yn Swydd Gaerhirfryn, Lloegr, gyda strwythur gofodol yn cynnwys pyramidiau trionglog.
Ym 1994, roedd y bont Bond Mill a adeiladwyd yn y Deyrnas Unedig yn cynnwys proffiliau pultruded GFRP. Mae'n bont symudol sy'n gallu pasio tryc 40 tunnell. Ym 1996, cododd Russell, Kansas, UDA, y bont ffordd gyntaf gan ddefnyddio slabiau dec FRP. Mewn llai na deng mlynedd ers hynny, bu dwsinau o bontydd bach a chanolig yn defnyddio deciau FRP yn yr Unol Daleithiau.
Ffig.7 dec pont FRP yn cael ei adeiladu
Mae'r strwythur FRP llawn hefyd wedi'i ddefnyddio mewn peirianneg pontydd. Gall bywyd damcaniaethol y strwythur gyrraedd cannoedd o flynyddoedd, a gellir ei gynnal am ddim yn ystod y gwasanaeth. Mae parch mawr iddo yn Ewrop yn ystod y blynyddoedd diwethaf. Ar hyn o bryd, mae cannoedd o strwythurau FRP ar raddfa fach wedi'u hadeiladu. Pont droed a phont tirwedd. Er enghraifft, mae pont strwythur FRP llawn gyntaf y byd - Pont Cerddwyr Aberfeldy yn yr Alban, gyda chyfanswm hyd o 113 m a phrif rychwant o 63 m, yn system arhosiad cebl gyda dau dwr a dwy awyren gebl. Tyrau, trawstiau a deciau'r bont Mae'r rheiliau a'r rheiliau i gyd wedi'u gwneud o broffiliau GFRP pultruded a weithgynhyrchwyd ymlaen llaw yn y ffatri. Mae'r ceblau pont wedi'u gwneud o ffibr aramid Kevlar. Dim ond 6 wythnos y mae gosodiad llawn safle'r bont yn ei gymryd. Mae'r Unol Daleithiau, Japan, China a gwledydd eraill hefyd wedi llwyddo i adeiladu cyfres o bontydd cerddwyr strwythur FRP llawn.
Cymhwyso FRP mewn Peirianneg Eigion
Yn y strategaeth o hyrwyddo datblygiad adnoddau morol, mae adeiladu seilwaith trafnidiaeth forol yn cynnwys llawer o feysydd fel porthladdoedd a glanfeydd, llwyfannau morol, adeiladu peirianneg ynys a riff, a phontydd sy'n croesi'r môr. Ar hyn o bryd, mae'r rhan fwyaf o'r cyfleusterau hyn yn strwythurau concrit wedi'u hatgyfnerthu a strwythurau dur. Mae'r amgylchedd yn amgylchedd cyrydol llym iawn, ac mae gwydnwch strwythurau concrit traddodiadol a strwythurau dur yn wynebu profion difrifol yn yr amgylchedd hwn. O ystyried gofynion technegol amrywiol adeiladu peirianneg forol, dylai fod gan ddeunyddiau strwythurol briodweddau cynhwysfawr fel cryfder uchel, dwysedd isel, gwydnwch uchel, ffurfio'n hawdd, adeiladu cyfleus, ac ati, a phrofwyd bod gan yr deunyddiau FRP yr uchod trwy nifer fawr cymwysiadau ymchwil a pheirianneg. Mae gofynion perfformiad yn ddewis da i ddatrys llawer o anawsterau mewn gwydnwch materol a thechnoleg adeiladu mewn adeiladu peirianneg forol. Yn ogystal, ar gyfer adeiladu ynysoedd a riffiau anghysbell, gellir defnyddio deunyddiau FRP hefyd mewn cyfuniad â choncrit dŵr y môr a thywod môr (tywod cwrel) i ffurfio strwythur cyfansawdd concrit tywod môr dŵr y môr FRP, sy'n datrys y broblem o gael deunyddiau yn sylfaenol. ar y safle ac yn lleihau cludiant y prosiect yn fawr. Cost a chost adeiladu.
Sylwadau i gloi
Ar hyn o bryd mae ymchwil cymhwysiad FRP mewn peirianneg sifil yn bwnc llosg ym maes peirianneg sifil. Yn ogystal ag atgyfnerthu strwythurau presennol a rhai cymwysiadau syml, mae gan ddeunyddiau FRP lawer o gymwysiadau ehangach. Mae Pulwell wedi bod yn dilyn Yn ôl galw'r farchnad, rydym yn parhau i ddatblygu ac ymchwilio i'r cymwysiadau FRP diweddaraf i gynhyrchu deunyddiau cyfansawdd o ansawdd uchel. Gan fod gan lawer o wledydd ofynion uwch ac uwch ar gyfer diogelwch a bywyd gwasanaeth strwythurau wrth adeiladu seilwaith ac adeiladau mawr mewn amrywiol ddiwydiannau, mae'r galw am ddeunyddiau adeiladu perfformiad uchel newydd a gynrychiolir gan FRP yn dod yn fwyfwy brys. Rwy'n credu Yn y dyfodol agos, bydd cymhwyso FRP mewn strwythurau newydd yn dod yn ddiwydiant sy'n dod i'r amlwg gyda momentwm datblygu cryf a gallu enfawr yn y farchnad.
I gael mwy o wybodaeth am ddeunyddiau FRP, cysylltwch â ni ar info@gfrp-china.com.
