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玻璃纤维筋是以高强玻璃纤维为增强材料,以合成树脂为基体材料,并掺入适量辅助剂复合而成的复合材料,称为玻璃纤维增强塑料,俗称玻璃钢钢筋。玻璃纤维筋具有承载能力高、抗拉能力强、弹模稳定、电热绝缘等特点,从性能方面来说,玻璃纤维筋与钢筋的性能基本一致,但玻璃纤维筋与混凝土的粘结性更强,实际的使用效果更好。
玻璃纤维筋作为一种高性能新型结构材料,广泛应用于地铁隧道(盾构)、高速公路、桥梁、机场、码头、车站、水利工程、地下工程等领域,能够适应污水处理厂、化工厂、电解槽、窨井盖、海防工程等腐蚀环境。玻璃纤维筋能够解决工程中存在的很多难题,弥补了传统钢材的缺点,给土木与建筑工程带来了新的发展契机。
近几年我国玻璃纤维筋行业发展良好,下游行业的快速发展带动了玻璃纤维筋行业市场规模的不断扩大,行业市场空间巨大,也吸引了众多企业进入玻璃纤维筋行业。据中金企信研究显示2014-2019年我国玻璃纤维筋行业投资规模快速增长,2014年为1.26亿元,2019年达到2.82亿元,2014-2019年玻璃纤维筋行业投资规模年均增速超过15%。
玻璃纤维筋通常是由增强纤维和基体树脂按照一定的比例混合后加热固化而成,其中纤维的含量一般为65%~75%,基体树脂含量约为25%~35%,具有抗拉强度高、重量轻、耐腐蚀性好等特点,在一些土木工程结构中可以代替钢筋来使用。
玻璃纤维具有抗拉强度高、伸长率小、耐腐蚀性好等优点,与碳纤维和玄武岩纤维相比,这种原料更容易获得,而且价格便宜,生产工艺相对简单成熟,便于工业推广应用。
中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国玻璃纤维筋市场竞争策略及投资潜力研究预测报告》
环氧乙烯基树脂的含酯键量少,使其耐碱性能得以提高,主链上含有较多的仲羟基,改善了树脂对玻璃纤维的浸润性能与粘结性能,有助于提高产品的力学强度。
玻璃纤维筋的生产工艺:
挤拉工艺主要是将毡、带、连续无捻纱等增强材料通过浸润树脂,然后通过垃圾模具,再经牵引机牵拉,从而连续不断地生产出长度不受限制的玻璃纤维筋等制品。缠绕工艺是将充分浸胶之后的增强材料(连续纤维束、纤维布等)按照一定的规律缠绕在芯模上,然后固化脱模制成玻璃纤维筋制品的工艺过程。玻璃纤维筋的力学强度主要是由纤维决定的,基体树脂的主要作用是把各束纤维粘结在一起,进行应力应变的传递。如果树脂和纤维之间粘结不好,就会造成应力不能有效的在纤维之间传递,难以发挥纤维承担主要载荷的作用。
GFRP筋材广泛应用与现状土木工程应用技术研究中,在国外有明显的发展趋势,如(1)在对单一品种高性能GFRP复合材料研究与应用的基础上,更加重视与强调由不同种类高性能GFRP复合材料混杂与复合后的改性问题。从而克服材料本身存在的弱点,使之能够在现代土木工程中得到合理运用,以此满足实际需求。(2)只有充分利用并强调采取预应力的方法,GERP和AGFRP的高性能特点才能得到充分发挥。(3)在国外领域,为了抢占海洋工程的制高点,特别在日本投入了大量的资金以此进行该方面的应用材料与应用技术的研发,该方法在很大程度上保证海洋工程建设占据了技术统治地位。(4)土木工程中应用的高性能GFRP复合材料的品种已越来越多元化。随着经济的发展以及材料性能的提高,就导致成本有所下降,就使得越来越多的GFRP复合材料被运用到各个方面的土木工程中。如从最初的GGFRP发展到CGFRP和AGFRP,再发展到PBO纤维、超高强聚乙稀纤维和玄武岩纤维等。