Армування волокнистою пластиковою арматурою(FRP арматура) поступово замінює традиційну сталеву арматуру в цивільному будівництві завдяки своїй легкій вазі, високій міцності та стійкості до корозії. Однак на її довговічність впливає різноманітний вплив факторів навколишнього середовища, тому необхідно враховувати такі ключові фактори та контрзаходи:
1. Вологість та водне середовище
Механізм впливу:
Волога проникає в основу, викликаючи набухання та послаблення зчеплення між волокном та основою.
Гідроліз скловолокна (GFRP) може відбуватися зі значною втратою міцності; вуглецеві волокна (CFRP) зазнають меншого впливу.
Циклічне перетворення вологи та сухої обробки прискорює розширення мікротріщин, що призводить до розшарування та відшарування.
Захисні заходи:
Виберіть смоли з низькою гігроскопічністю (наприклад, вініловий ефір); поверхневе покриття або гідроізоляційну обробку.
Віддавайте перевагу вуглепластику (CFRP) у довготривалому вологому середовищі.
2. Температура та термоциклування
Вплив високої температури:
Матриця смоли розм'якшується (вище температури склування), що призводить до зниження жорсткості та міцності.
Висока температура прискорює реакції гідролізу та окислення (наприкладАрамідне волокноAFRP схильний до термічної деградації).
Вплив низьких температур:
Окрихчення матриці, схильність до мікротріщин.
Термічний цикл:
Різниця в коефіцієнті теплового розширення між волокном і матрицею призводить до накопичення міжфазних напружень і викликає розшарування.
Захисні заходи:
Вибір термостійких смол (наприклад, бісмалеїміду); оптимізація термічної відповідності волокна/підкладки.
3. Ультрафіолетове (УФ) випромінювання
Механізм впливу:
Ультрафіолетове випромінювання запускає реакцію фотоокислення смоли, що призводить до крейдіння поверхні, окрихчення та збільшення мікротріщин.
Прискорює проникнення вологи та хімічних речовин, запускаючи синергетичну деградацію.
Захисні заходи:
Додайте поглиначі ультрафіолетового випромінювання (наприклад, діоксид титану); покрийте поверхню захисним шаром (наприклад, поліуретановим покриттям).
Регулярно перевіряйтеКомпоненти з скловолокнау відкритих середовищах.
4. Хімічна корозія
Кисле середовище:
Ерозія силікатної структури у скловолокнах (чутливих до GFRP), що призводить до розриву волокна.
Лужні середовища (наприклад, рідини в порах бетону):
Порушує силоксанову мережу волокон GFRP; матриця смоли може омилюватися.
Вуглецеве волокно (CFRP) має чудову стійкість до лугів і підходить для бетонних конструкцій.
Середовище із сольовим туманом:
Проникнення іонів хлориду прискорює міжфазну корозію та синергетично діє з вологістю, посилюючи погіршення продуктивності.
Захисні заходи:
Вибір хімічно стійких волокон (наприклад, вуглепластику); додавання корозійностійких наповнювачів до матриці.
5. Цикли заморожування-відтавання
Механізм впливу:
Волога, що проникає в мікротріщини, замерзає та розширюється, збільшуючи пошкодження; багаторазове заморожування та відтавання призводить до розтріскування матриці.
Захисні заходи:
Контролюйте водопоглинання матеріалом; використовуйте гнучку смоляну матрицю для зменшення крихких пошкоджень.
6. Тривале навантаження та повзучість
Вплив статичного навантаження:
Повзучість смоляної матриці призводить до перерозподілу напружень, і волокна піддаються вищим навантаженням, що може спричинити руйнування.
AFRP значно повзучий, CFRP має найкращий опір повзучості.
Динамічне навантаження:
Втомне навантаження прискорює розширення мікротріщин і зменшує довговічність.
Захисні заходи:
Враховуйте вищий коефіцієнт безпеки в конструкції; віддавайте перевагу вуглепластику або високомодульним волокнам.
7. Інтегроване екологічне об'єднання
Реальні сценарії (наприклад, морське середовище):
Вологість, сольовий туман, коливання температури та механічні навантаження діють синергетично, різко скорочуючи термін служби.
Стратегія реагування:
Оцінка багатофакторного експерименту з прискореним старінням; коефіцієнт екологічного дисконтування, що залежить від проекту.
Підсумок та рекомендації
Вибір матеріалу: бажаний тип волокна залежно від навколишнього середовища (наприклад, вуглепластик з хорошою хімічною стійкістю, склопластик з низькою вартістю, але потребує захисту).
Конструкція захисту: поверхневе покриття, герметизація, оптимізована формула смоли.
Моніторинг та технічне обслуговування: регулярне виявлення мікротріщин та погіршення продуктивності, своєчасний ремонт.
Довговічністьармування з скловолокнамає бути гарантована поєднанням оптимізації матеріалів, конструкційного проектування та оцінки адаптивності до навколишнього середовища, особливо в суворих умовах, де довгострокову продуктивність необхідно ретельно перевіряти.
Час публікації: 02 квітня 2025 р.
