拉挤玻璃纤维比钢更坚固吗?

拉挤玻璃纤维比钢更坚固吗?

由于材料成本低、重量轻、耐恶劣环境和卓越的性能特性,拉挤产品在几乎所有行业都迅速超越传统材料。

特别是,由于优异的物理和机械性能,玻璃纤维复合材料(fiberglass composites)在行业中占据主导地位

玻璃纤维等纤维增强聚合物 (FRP) 复合材料越来越受欢迎的原因有很多。

特别是拉挤玻璃纤维,由于其许多高性能品质,正越来越多地用于代替钢材横跨一系列行业,我们将在此处对其进行研究。

性能特性

在比较拉挤玻璃纤维和钢材时,需要考虑一系列性能特征。特别是,最重要的两个关键方面是产品在压力以及腐蚀性和极端环境下的性能。

在热承重项目中,玻璃纤维在很多方面都优于钢材。玻璃纤维钢筋在达到屈曲点时与钢材一样坚固,并且在暴露环境中使用时不易腐蚀。

在对用于减少热桥的建筑中使用的FRP 钢筋的研究中,发现承重玻璃纤维钢筋与钢相比具有更高的纵向抗拉强度和更低的弹性模量和密度(钢为 550 MPa 和 200GPa到 1000 MPa 和 50GPa(对于玻璃纤维钢筋)。

此外,拉挤玻璃纤维钢筋已被证明可以保持其机械性能和微观结构完整性超过 15 年,从而提高耐用性并减少维护和更换的需要。

除了这些特性外,FRP 钢筋还具有耐腐蚀、电磁中性,并且不是热或电流的导体。这使得它们成为需要这些特性的行业中钢铁产品的绝佳替代品。

通过比较它们的性能特性,很明显在许多应用中玻璃纤维比钢更坚固。然而,当综合考虑整体优势时,使用拉挤玻璃纤维代替钢材的最引人注目的优势就出现了。

是的,玻璃纤维具有优于钢的机械性能,但它在许多其他重要类别中也表现出色。

其他优势

除了使用玻璃纤维复合材料明显的强度优势外,使用拉挤 FRP 还具有许多其他优势,这些优势使其使用起来更加牢固。

与钢相比,玻璃纤维在暴露和极端环境中更耐用。它可以承受极热和极冷而不变形,并且极耐生锈和腐蚀

由于这些特性,FRP 产品的维护成本和更换率要低得多,从长远来看,这使其成为比钢材更具成本效益的选择。

它们的耐用性还意味着,在海滨环境或有腐蚀性土壤的地方建造时,玻璃纤维是首选材料,因为它们的腐蚀速度几乎不及钢铁。

正因为如此,它们在海滨木板路、水上桥梁和其他海滨应用中的使用远比钢材有效。

拉挤玻璃纤维产品优于钢的另一个原因是重量。拉挤产品的重量比钢轻75%,并且已证明在使用玻璃纤维时可大大降低最终产品的总重量。

这意味着运输和安装材料比钢材更容易、更快捷、更便宜。此外,重量减轻意味着使用玻璃纤维而非钢材制造的车辆具有更低的油耗——极大地帮助了这些最终产品的消费者并降低了对环境的影响。

此外,玻璃纤维产品可以制造为符合一系列安全措施,而钢铁则不能。在拉挤成型过程中,玻璃纤维可以得到增强,具有阻燃和耐腐蚀的特性。

该工艺生产的产品甚至可以满足最严格的消防安全要求,因此非常适合用于具有严格消防法规的房屋建筑等应用。

使用示例

由于其众多优点,拉挤玻璃纤维被广泛用于各种行业,作为钢铁产品的替代品。玻璃纤维产品正在彻底改变桥梁和隧道建设、高层建筑以及海洋和海滨应用等。

在商业建筑中可以找到玻璃纤维替代钢材的典型例子;脚手架就是一个例子。虽然钢脚手架的使用频率仍然更高,但玻璃纤维脚手架因其稳定性、重量轻以及抗氧化和腐蚀而越来越受欢迎。

桥梁建设也受益于玻璃纤维复合材料的强度。与传统的钢木桥梁相比,玻璃纤维桥梁更轻、更易于组装、更可持续、更耐用。

事实上,玻璃纤维复合材料被证明比钢更优越,以至于旧的钢结构开始被玻璃纤维部件取代。

结论

在了解了使用拉挤玻璃纤维相对于钢材的优势后,FRP 在几乎所有行业中迅速超越传统材料也就不足为奇了。它们的材料成本低、重量轻、耐恶劣环境和卓越的性能特性意味着它们只会继续为持续增长铺平道路。

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    投稿 2022年11月19日

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