신축구조물의 섬유강화복합소재 개발 및 응용
섬유 강화 복합 재료(이하&"FRP&"라고 함)는 연속 섬유와 매트릭스 수지의 복합 재료입니다. 현재 토목공학에 사용되는 FRP 소재는 주로 탄소섬유강화복합소재(CFRP), 유리섬유강화복합소재(GFRP), 아라미드섬유강화복합소재(AFRP), 현무암섬유강화복합소재(BFRP) 등이 있다.
현재 탄소섬유천으로 대표되는 FRP 시트는 중요한 구조적 보강재가 되었으며 다양한 토목 및 산업 건축물의 재건 및 보강에 널리 사용되고 있다. Pulwell은 중국에서 FRP 복합 재료 제조를 전문으로 하는 대규모 공장입니다. 기술은 매우 성숙하고 건설 경험은 매우 풍부합니다.
최근 몇 년 동안 새로운 구조물에 대한 FRP 재료의 연구 및 응용도 토목 공학 분야의 연구 핫스팟이 되었습니다. FRP는 전통적인 건축 자재의 물리적 및 기계적 특성과 다르기 때문에 새로운 구조에 대한 기술적 이점과 개발 공간이 있으며 주로 다음 사항에 반영됩니다.
1) 가볍고 강도가 높다. FRP의 비강도(강도 대 밀도의 비율)는 강철의 20~50배입니다. FRP 재료의 사용은 구조의 품질을 크게 저하시키고 대경간 교량 및 건물의 최종 경간을 크게 증가시킬 수 있습니다. .
2) 내식성이 좋아 항만공사, 지하공사, 교량, 화학건물 등 특수한 환경을 요하는 건축물 및 구조물에 사용할 수 있다.
3) 성형이 간편하고 디자인성이 강하며 리브, 케이블, 튜브 및 기타 프로파일로 쉽게 설계할 수 있습니다.
4) FRP는 선형 탄성 재료로 큰 변형 후에도 원래 모양으로 복원될 수 있어 큰 동적 하중과 충격 하중을 견딜 수 있는 구조물에 더 유리합니다.
또한 FRP 소재는 비자성, 단열(CFRP 제외), 작은 열팽창계수 등의 장점이 있으며 일부 특수구조물에서는 다른 건축자재로 대체하기 어려운 역할을 할 수 있다.
새로운 구조의 FRP 신청서
FRP 콘크리트 복합구조
FRP-콘크리트 복합구조물은 FRP 재료와 콘크리트를 일정한 방식으로 조합하여 하중을 공동으로 견디는 것을 말합니다. 그 형태는 FRP 철근콘크리트 구조, FRP 그리드 콘크리트 구조, FRP 콘크리트 합성보(콘크리트 날개와 결합된 FRP 보형 부재), FRP 파이프-콘크리트 합성 부품 등이 있습니다.
FRP 콘크리트 복합 구조는 FRP와 콘크리트의 특성을 최대한 활용하고 기계적 특성과 환경 적응성이 좋으며 다양한 작업 조건에서 사용 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다. 특히 해양 공학, 교통 도로, 교량 및 터널, 도시 공학 및 복잡한 사용 환경과 높은 재료 성능 요구 사항이 있는 기타 대규모 프로젝트에서 새로운 복합 구조의 기술적 이점이 더욱 발휘될 수 있습니다.
FRP 철근콘크리트 복합구조물
습윤 및 건식 조건, 화학 매체 등의 교대와 같은 가혹한 환경 조건에서 일반 강철 막대는 부식되기 쉽기 때문에 구조물의 내구성과 적용 가능성에 심각한 영향을 미치고 구조물의 하중 지지 능력을 감소시킵니다. 이 경우 부식 방지 성능이 우수하고 철근과 유사한 결합 특성 및 인장 강도가 높은 FRP 철근이 철근을 대체하는 데 더 나은 선택이 됩니다(표 1).
표 1 FRP 보강재의 물리적 및 기계적 성능 지수
유형 | 철근 | GFRP 철근 | CFRP 철근 | AFRP 철근 |
밀도/(g.cm-3) | 7.9 | 1.25-2.10 | 1.50-1.60 | 1.25-1.40 |
항복강도/(MPa) | 276-517 | - | - | - |
인장강도/(MPa) | 483-690 | 483-1600 | 600-3690 | 1720-2540 |
탄성계수/(GPa) | 200 | 35-51 | 120-580 | 41-125 |
궁극적인 연신율/% | 6.0-12.0 | 1.2-3.10 | 0.5-1.70 | 1.9-4.40 |
참고: 섬유 부피 함량은 50% ~ 70%입니다.
FRP 리브는 여러 개의 연속 섬유 다발에 특정 공정에 따라 일치하는 수지를 함침 및 경화시켜 형성됩니다. 주요 생산 공정에는 편조, 연선 및 인발이 있습니다. 그 중 인발 방식이 더 일반적인 방법입니다(그림 1). 인발에 의해 형성된 막대 모양의 선형 FRP 리브는 모양에 따라 일반적으로 리브 또는 바라고하며 상대적으로 단단하고 구부리기 어려운 표면 둥근 리브 및 표면 변형 리브를 포함합니다. 섬유 다발을 꼬아 꼬기 합성 로프 형태의 FRP 리브를 로프 또는 가닥이라고 합니다. 그들은 강성이 낮은 단일 또는 다중 가닥이며 구부려 롤로 감을 수 있습니다. Pulwell 유리 강화 재료의 사용을 권장합니다. 특허 기술, 품질이 보장됩니다!
a - 편조 유형; b - 꼬인 전선 유형; c - 인발된 변형된 리브.
결론(1부)
토목 공학에서 FRP의 응용 연구는 현재 토목 공학 분야에서 인기있는 주제입니다. 건설 산업에서 FRP 재료에 대한 이해는 여전히 기존 구조의 보강과 일부 간단한 응용에 중점을 두고 있습니다. FRP 토목 공학 응용 연구의 기술 투자 임계 값이 높고 구조의 전체 수명주기에 대한 경제에 대한 이해가 충분히 깊지 않으며 현재 관련 엔지니어링 응용 프로그램도 적습니다.
주요 국가 기반시설의 건설과 다양한 산업분야의 건축물의 건설에 따라 구조적 안전성과 수명에 대한 요구가 날로 높아지고 있으며, FRP로 대표되는 새로운 고기능성 건자재에 대한 수요가 더욱 시급해지고 있습니다. 나는 가까운 장래에 새로운 구조에 FRP를 적용하는 것은 강력한 발전 모멘텀과 거대한 시장 용량을 가진 신흥 산업이 될 것이라고 믿습니다.
계속하려면...
새로운 구조의 FRP' 응용 제품에 대해 자세히 알아보려면 계속 지켜봐 주십시오. http://www.gfrp-china.com/composite-rebar/fiberglass-rebar/fiberglass-reinforced-polymer-rebar.html
