Materiały kompozytowe z polimeru wzmocnionego włóknem szklanym (GFRP)są standardem w konstrukcji, ponieważ mają wysoki stosunek wytrzymałości do masy, nie ulegają korozji i są uniwersalne w obróbce.
Przede wszystkim, GFRP jest powszechnie stosowany w budownictwie do tworzenia podstawowych elementów nośnych, takich jak belki i słupy oraz panele podłogowe. Zastosowanie wielokierunkowych struktur z włókna szklanego w połączeniu z żywicami odpornymi na warunki atmosferyczne pozwala elementom z GFRP uzyskać wyjątkową wytrzymałość na rozciąganie i zginanie. Na przykład belki wzmocnione GFRP mogą zmniejszyć wymiary przekroju poprzecznego przy jednoczesnym zachowaniu nośności konstrukcyjnej, zwiększając w ten sposób przestrzeń użytkową. W konstrukcjach stropowych, doskonałe właściwości zginania płyt GFRP mogą poprawić sztywność konstrukcji, zmniejszyć ugięcie w połowie rozpiętości i wydłużyć żywotność.
Po drugie, w branży budowlanej GFRP stopniowo zastępuje tradycyjne zbrojenie stalowe, aby poprawić trwałość konstrukcji i odporność na korozję. Tradycyjne zbrojenie stalowe łatwo koroduje w środowisku wilgotnym, w mgle solnej lub chemicznym, podczas gdy GFRP wykazuje doskonałą odporność na korozję. Eksperymenty pokazują, że nawet w środowiskach o wysokim zasoleniu,GFRPZachowuje ponad 90% swojej wytrzymałości po 1000 godzinach przyspieszonego testu korozyjnego. To sprawia, że GFRP jest niezbędnym materiałem konstrukcyjnym w mostach nadbrzeżnych, terminalach portowych i zakładach przemysłowych. Co więcej, współczynnik rozszerzalności cieplnej GFRP jest zbliżony do współczynnika rozszerzalności cieplnej betonu, co zapobiega koncentracji naprężeń spowodowanej zmianami temperatury i wydłuża ogólną żywotność konstrukcji betonowych.
Elementy z GFRP są również powszechnie stosowane w środowiskach silnie korozyjnych, takich jak podstawy zbiorników w zakładach chemicznych, podstawy platform morskich oraz ściany basenów w oczyszczalniach ścieków. Obszary te są narażone na długotrwałe działanie wysokich stężeń kwasów, zasad i innych czynników korozyjnych. Podczas gdy konwencjonalne materiały łatwo korodują, GFRP jest niemal odporny na działanie chemikaliów. Statystyki wskazują, że po 6 miesiącach ekspozycji na roztwór kwasu o pH 3, GFRP zachowuje 95% swojej pierwotnej wytrzymałości na zginanie, zapewniając tym samym długotrwałą ochronę konstrukcji w nieprzyjaznym środowisku oraz niskie koszty konserwacji i wymiany. Starzejąca się infrastruktura również wymaga napraw i wzmocnień, podobnie jak wiele mostów drogowych i budynków mieszkalnych. GFRP to doskonały materiał wzmacniający, ponieważ jest wytrzymały, lekki i dobrze wiąże się z betonem. W projektach wzmacniania mostów, część rozciągana belek jest zazwyczaj klejona arkuszami GFRP w celu wzmocnienia ich podczas zginania. Belki żelbetowe z GFRP można wzmocnić do 20-50%. W naprawach tuneli siatki GFRP są stosowane do zbrojenia obudowy, aby wzmocnić otaczającą skałę i zwiększyć jej stabilność oraz odporność na ścinanie. Montaż obudowy GFRP jest szybki i nie ingeruje znacząco w istniejącą konstrukcję, dlatego nadaje się do doraźnych napraw starych budynków i mostów.
Wreszcie w inżynierii mostowej i tunelowej, w przypadku starszych mostów, pokrycie powierzchni elementów nośnychArkusze lub płyty GFRPZastosowanie specjalistycznej żywicy epoksydowej zapewniającej silne wiązanie może poprawić nośność i spowolnić proces starzenia się konstrukcji. W inżynierii tunelowej siatki GFRP współpracują z betonem, tworząc zintegrowaną konstrukcję nośną, skutecznie zwiększając wytrzymałość tunelu na ścinanie i długoterminową stabilność, szczególnie w obszarach narażonych na trzęsienia ziemi.
Porównanie wydajności zastosowań GFRP w konstrukcjach budowlanych
| Scenariusz aplikacji | Wydajność tradycyjnego betonu zbrojonego | Wydajność po zastosowaniu GFRP | Zakres poprawy wydajności |
| Sztywność zginana płyty mostowej | Zwykła sztywność | Zwiększono o ponad 30% | >30% |
| Odporność na korozję | Podatne na erozję jonami chlorkowymi | Brak znaczącej utraty wydajności | >90% wskaźnik retencji |
| Wzmacniający efekt nośności starego mostu | Oryginalna nośność | Zwiększono o 20%~30% | 20%~30% |
| Wydajność ścinania podpór tunelowych | Zwykła wytrzymałość na ścinanie | Zwiększono o ponad 10% | >10% |
Czas publikacji: 05-01-2026

