Šķiedru pastiprināta plastmasas stiegrojuma(FRP stiegrojums) pakāpeniski aizstāj tradicionālo tērauda stiegrojumu būvniecībā, pateicoties tā vieglajam svaram, augstajai izturībai un korozijizturībai. Tomēr tā izturību ietekmē dažādi vides faktori, un jāņem vērā šādi galvenie faktori un pretpasākumi:
1. Mitrums un ūdens vide
Ietekmes mehānisms:
Mitrums iekļūst substrātā, izraisot pietūkumu un pavājinot šķiedru un substrāta saskarnes saiti.
Stikla šķiedru (GFRP) hidrolīze var izraisīt ievērojamu izturības zudumu; oglekļa šķiedras (CFRP) tiek ietekmētas mazāk.
Mitrā un sausā ciklēšana paātrina mikroplaisu izplešanos, izraisot delamināciju un atdalīšanos.
Aizsardzības pasākumi:
Izvēlieties sveķus ar zemu higroskopiskumu (piemēram, vinilesteru); virsmas pārklājumu vai hidroizolācijas apstrādi.
Ilgstošā mitrā vidē priekšroka dodama CFRP.
2. Temperatūra un termiskā ciklēšana
Augstas temperatūras ietekme:
Sveķu matrica mīkstina (virs stiklošanās temperatūras), kā rezultātā samazinās stingrība un izturība.
Augsta temperatūra paātrina hidrolīzi un oksidēšanās reakcijas (piem.Aramīda šķiedraAFRP ir uzņēmīgs pret termisku degradāciju).
Zemas temperatūras ietekme:
Matricas trauslums, pakļauts mikroplaisām.
Termiskā ciklēšana:
Šķiedras un matricas termiskās izplešanās koeficienta atšķirība noved pie starpfāžu spriegumu uzkrāšanās un izraisa atdalīšanos.
Aizsardzības pasākumi:
Augstas temperatūras izturīgu sveķu (piemēram, bismaleimīda) izvēle; šķiedras/substrāta termiskās atbilstības optimizācija.
3. Ultravioletais (UV) starojums
Ietekmes mehānisms:
UV starojums izraisa sveķu fotooksidācijas reakciju, kas noved pie virsmas krītošanās, trausluma un palielinātas mikroplaisāšanas.
Paātrina mitruma un ķīmisko vielu iekļūšanu, izraisot sinerģisku degradāciju.
Aizsardzības pasākumi:
Pievienojiet UV absorbētājus (piemēram, titāna dioksīdu); pārklājiet virsmu ar aizsargslāni (piemēram, poliuretāna pārklājumu).
Regulāri pārbaudietFRP komponentiatklātās vidēs.
4. Ķīmiskā korozija
Skāba vide:
Stikla šķiedru silikāta struktūras erozija (jutīga pret GFRP), kā rezultātā šķiedras lūzt.
Sārmaina vide (piemēram, betona poru šķidrumi):
Izjauc GFRP šķiedru siloksāna tīklu; sveķu matrica var saponificēties.
Oglekļa šķiedrai (CFRP) ir lieliska izturība pret sārmiem un tā ir piemērota betona konstrukcijām.
Sālsūdens vidē:
Hlorīda jonu iekļūšana paātrina starpfāžu koroziju un sinerģizējas ar mitrumu, saasinot veiktspējas pasliktināšanos.
Aizsardzības pasākumi:
Ķīmiski izturīgu šķiedru (piemēram, CFRP) izvēle; korozijizturīgu pildvielu pievienošana matricai.
5. Saldēšanas-atkausēšanas cikli
Ietekmes mehānisms:
Mitrums, kas iekļūst mikroplaisās, sasalst un izplešas, palielinot bojājumus; atkārtota sasalšana un atkausēšana noved pie matricas plaisāšanas.
Aizsardzības pasākumi:
Kontrolējiet materiāla ūdens absorbciju; izmantojiet elastīgu sveķu matricu, lai samazinātu trauslus bojājumus.
6. Ilgtermiņa slodze un šļūde
Statiskās slodzes ietekme:
Sveķu matricas šļūde izraisa sprieguma pārdali, un šķiedras tiek pakļautas lielākām slodzēm, kas var izraisīt lūzumu.
AFRP ievērojami šļūd, CFRP ir vislabākā izturība pret šļūdi.
Dinamiskā ielāde:
Noguruma slodze paātrina mikroplaisu izplešanos un samazina noguruma kalpošanas laiku.
Aizsardzības pasākumi:
Dizainā ņemiet vērā augstāku drošības koeficientu; dodiet priekšroku CFRP vai augsta moduļa šķiedrām.
7. Integrēta vides sasaiste
Reālās pasaules scenāriji (piemēram, jūras vide):
Mitrums, sālsūdens, temperatūras svārstības un mehāniskās slodzes sinerģiski saīsina kalpošanas laiku.
Atbildes stratēģija:
Daudzfaktoru paātrinātas novecošanas eksperimenta novērtējums; projektēšanas rezerves vides diskonta koeficients.
Kopsavilkums un ieteikumi
Materiāla izvēle: Vēlamais šķiedras veids atkarībā no vides (piemēram, CFRP ir laba ķīmiskā izturība, GFRP ir zema cena, bet nepieciešama aizsardzība).
Aizsardzības dizains: virsmas pārklājums, blīvēšanas apstrāde, optimizēta sveķu formula.
Uzraudzība un apkope: regulāra mikroplaisu un veiktspējas pasliktināšanās noteikšana, savlaicīga remontēšana.
IzturībaFRP stiegrojumsir jāgarantē, apvienojot materiālu optimizāciju, konstrukcijas projektēšanu un vides pielāgošanās spēju novērtējumu, īpaši skarbos apstākļos, kur rūpīgi jāpārbauda ilgtermiņa veiktspēja.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 2. aprīlis
