易于弯曲的热塑性复合材料棒材和电缆,用于加固和预应力混凝土,彻底改变了施工的耐久性。

Sireg(Arcore,意大利)和Arkema(法国Colombes)联手开发和制造用于混凝土的复合钢筋(钢筋)以及使用热塑性树脂Elium by Arkema代替传统热固性溶液的预应力混凝土应用电缆。

复合钢筋和电缆不会生锈或腐蚀,对雪清除盐和用于除冰的化学品相对不敏感,并且具有有趣的重量与强度比。当考虑生命周期成本时,这些性能已经使它们成为经济可行且更有效的环氧涂层钢筋替代品。

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图1:玻璃/铒复合棒

复合增强材料的使用还允许使用海水代替淡水,并在混凝土搅拌中使用盐污染的聚集体。这对世界上淡水稀缺的沿海或干旱地区具有重要意义。

主要优点:
> Elium钢筋可以重新加热然后弯曲,降低定制形状的成本
> TP复合材料可以将棒组装成柔性电缆
>混凝土预制设备与用于钢绞线的设备相同
>用于预应力的TP复合材料彻底改变了建筑的耐久性

此外,最近出版的新标准为复合材料钢筋和电缆在钢筋混凝土和预应力混凝土中的广泛应用铺平了道路。预计这种类型的应用程序将在未来几年内显着增长,并成为全球复合材料部署的主要领域之一。

例如,拉挤成型占北美复合材料最终产品市场总量的3%,2016年估计价值7.9亿美元。分析师预计到2020年复合年增长率约为5%,达到10.5亿美元,其中建筑和基础设施成为主要增长点部门(来源:ACMA,2018)。

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图2:玻璃/铒棒的拉挤成型。

2016年全球玻璃钢螺纹钢市场规模估计为5304万美元,预计到2021年将达到9100万美元,2016年至2021年的复合年增长率为11.40%。市场增长归因于新的FRP螺纹钢需求增长,北美的结构缺陷和功能过时的桥梁,以及高速公路,桥梁和建筑物以及海洋结构和海滨应用等其他应用。(来源市场与市场,2016)

基于反应性液体热塑性树脂技术Elium,开发了新一代钢筋和电缆(图1),它结合了复合材料的质量和使用热塑性基质提供的新可能性。与大多数热塑性树脂不同,Elium可以通过传统拉挤成型使用专门的标准设备轻松加工(图2)。

基于铒的钢筋和电缆可以重新加热,易于成型或弯曲,从而降低了使用定制形状供应钢筋的成本。此外,热塑性基质的使用为GFRP回收备件开辟了道路,具有潜在的强烈减少对环境的影响。

混凝土具有固有的高抗压强度,但拉伸强度和脆性行为有限。钢筋的使用提供了必要的拉伸强度而不会抑制裂缝的形成。更有效地使用混凝土是通过在施工时将其压入高于其使用寿命期间所经受的拉伸应力的压缩状态。这是预应力混凝土的原理。出于这个原因,Sireg,Arkema及其合作伙伴,迈阿密大学和国家合作公路研究计划(NCHRP)正在同时开发一种用于预应力混凝土的专利热塑性复合材料电缆(图3))。这项工作是在美国联邦计划的支持下共同资助的,由佛罗里达州交通部监督(参见NCHRPIDEA / MILDGLASS:用于弹性轻度预应力混凝土的GFRP钢绞线。

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图3:玻璃/铒复合电缆。

通过捻合构成电缆的复合棒是通过拉挤成型用玻璃纤维增​​强的铒热塑性树脂制成的。通过使用热塑性树脂Elium,可以实现将棒热接合到螺旋电缆中的组件,以及在卷轴上的非常长的长度的包装。同样重要的是,在预制厂的张紧过程中用作锚的卡盘是用于钢绞线的卡盘; 因此,无缝过渡到一种新颖的材料。

复合材料在混凝土预应力中的应用(图4)是一项重大创新,自20世纪30年代EugèneFreyssinet发明以来,混凝土结构的耐久性发生了前所未有的变革。

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图4:混凝土预应力桥梁。

这项创新被选为2019年建筑与基础设施类JEC创新奖的最终入围者。由JEC集团组织的JEC创新奖被认为是业界最负盛名的奖项,旨在识别,推广和奖励全球最具创新性的复合材料项目。获奖者将于3月13日下午4:30在JEC World 2019期间公布

Arkema将在JEC World 2019 展位5号展位V39展台展示他们的创新。 他们的合作伙伴是Sireg,国家合作公路研究计划 - NCHRP,Sireg,迈阿密大学。