Polímero reforçado com fibra para a vida diária

Histórico de desenvolvimento de FRP

Desde a sua criação na década de 1940, o FRP foi usado pela primeira vez nos campos aeroespacial, militar e outros. Tomando aeronaves de passageiros como exemplo, a proporção de FRP em materiais de fabricação de aeronaves de passageiros aumentou ano a ano, e tanto o Boeing 787 quanto o Airbus 350 excederam 50% (relação de peso), que é maior do que aço, alumínio, titânio e outros metais .

E suas ligas.

Com a redução dos custos de preparação de materiais, o FRP também começou a entrar na vida do público em geral. Comumente usados ​​são o material compósito reforçado com fibra de vidro GFRP (comumente conhecido como plástico reforçado com fibra de vidro) e o material compósito reforçado com fibra de carbono CFRP. GFRP é usado principalmente em esculturas de paisagem, assentos, latas de lixo, tanques de armazenamento, etc., CFRP pode ser usado em iates, automóveis, bicicletas, equipamentos esportivos e de lazer, etc.

O FRP foi usado pela primeira vez em edifícios civis na década de 1960. No entanto, foi somente na década de 1990 que, com o surgimento da tecnologia de reforço FRP para estruturas de concreto armado, a comunidade de engenharia gradualmente reconheceu esse novo tipo de material e expandiu para o reforço de estruturas de aço, madeira e alvenaria.

Recursos FRP

1.Peso leve

A densidade do FRP é de cerca de 14-21kN/m3, que é cerca de 1/6 a 1/4 da densidade do aço, e também é mais leve que o alumínio. Quando aplicado a uma estrutura de grande vão, pode reduzir bastante o peso da estrutura. Tomemos o Jobs Theatre como exemplo. Todo o teto de fibra de carbono pesa apenas 80 t e pode ser construído por içamento como um todo. Calculado de acordo com o diâmetro do telhado de cerca de 47m, equivale a um peso médio de 46kg por metro quadrado, o que equivale apenas a uma chapa de aço de cerca de 6mm de espessura. Esse incrível efeito de redução de peso possibilita que o telhado suporte o peso do vidro estrutural circundante, criando um incrível efeito espacial.

2.Alta resistência

Existem defeitos na estrutura cristalina dos materiais naturais. Quanto mais fino o material, menos defeitos e maior a resistência. A resistência da fibra de carbono e da fibra de vidro pode atingir 10-20 vezes a do aço. Levando em consideração a diferença de resistência entre a fibra e a matriz, a relação resistência/peso dos materiais FRP pode geralmente atingir mais de 4 vezes a do aço, tornando o vão final das estruturas FRP de grande vão maior do que o tradicional A estrutura é de 2 a 3 vezes maior.

Alguns pesquisadores demonstraram o uso de cabos CFRP para construir a Ponte Gibraltar de 10000-m de extensão, e sua força pode ser vista nisso.

3.Fácil de formar

O processo de produção de FRP inclui vários métodos, como pultrusão, enrolamento, moldagem manual e moldagem por injeção. Não apenas os produtos FRP com formas regulares podem ser produzidos em larga escala, mas também folhas de quase qualquer formato podem ser produzidas para construir formas arquitetônicas não lineares.

4.Fácil de desmontar e montar

Outras características do FRP

1.Módulo de elasticidade: O módulo de elasticidade do FRP é equivalente ao do concreto e da madeira. Comparado com sua alta resistência, o projeto estrutural é frequentemente controlado pela deformação. A deformação pode ser controlada pela seleção razoável da forma estrutural, combinação com outros materiais e protensão.

2. Coeficiente de expansão linear: muito menor que aço, alumínio e outros materiais metálicos. Por um lado, não causará estresse de temperatura óbvio quando aplicado a estruturas ultralongas, o que favorece o projeto estrutural; por outro lado, tem melhor efeito de isolamento térmico, não é mais necessária uma camada adicional de isolamento do edifício para economizar espaço no edifício.

3. Resistência ao fogo: A resina amolece em altas temperaturas e faz com que as propriedades mecânicas diminuam. O retardador de chamas mais o método de tratamento à prova de fogo de superfície FRP pode ser usado para melhorar o desempenho à prova de fogo da resina. O efeito ignífugo do FRP bem tratado pode ser equivalente ao do concreto.

4. Econômico: O preço do material FRP é maior do que o do aço. No entanto, considerando seu peso leve, alta resistência, resistência à corrosão e baixos requisitos de manutenção, o custo geral é competitivo.

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