Pengukuhan Plastik Bertetulang Gentian(Tetulang FRP) secara beransur-ansur menggantikan tetulang keluli tradisional dalam kejuruteraan awam kerana sifatnya yang ringan, kekuatan tinggi dan tahan kakisan. Walau bagaimanapun, ketahanannya dipengaruhi oleh pelbagai faktor persekitaran, dan faktor utama dan langkah balas perlu dipertimbangkan:
1. Kelembapan dan persekitaran air
Mekanisme pengaruh:
Kelembapan menembusi ke dalam substrat menyebabkan bengkak dan melemahkan ikatan antara muka gentian substrat.
Hidrolisis gentian kaca (GFRP) mungkin berlaku dengan kehilangan kekuatan yang ketara; gentian karbon (CFRP) kurang terjejas.
Basikal basah dan kering mempercepatkan pengembangan microcrack, mencetuskan delaminasi dan penyahikatan.
Langkah-langkah perlindungan:
Pilih resin hygroscopicity rendah (cth ester vinil); salutan permukaan atau rawatan kalis air.
Lebih suka CFRP dalam persekitaran lembap jangka panjang.
2. Suhu dan Berbasikal Terma
Kesan suhu tinggi:
Matriks resin melembutkan (di atas suhu peralihan kaca), mengakibatkan kekakuan dan kekuatan berkurangan.
Suhu tinggi mempercepatkan reaksi hidrolisis dan pengoksidaan (cthSerat aramidAFRP terdedah kepada degradasi haba).
Kesan suhu rendah:
Kerosakan matriks, terdedah kepada keretakan mikro.
Berbasikal terma:
Perbezaan dalam pekali pengembangan haba antara gentian dan matriks membawa kepada pengumpulan tegasan antara muka dan mencetuskan penyahikatan.
Langkah-langkah perlindungan:
Pemilihan resin tahan suhu tinggi (cth bismaleimide); pengoptimuman padanan terma gentian/substrat.
3. Sinaran ultraungu (UV).
Mekanisme pengaruh:
UV mencetuskan tindak balas foto-pengoksidaan resin, yang membawa kepada kapur permukaan, kerapuhan dan peningkatan keretakan mikro.
Mempercepatkan pencerobohan kelembapan dan bahan kimia, mencetuskan degradasi sinergistik.
Langkah-langkah perlindungan:
Tambah penyerap UV (cth titanium dioksida); tutup permukaan dengan lapisan pelindung (cth salutan poliuretana).
Periksa secara berkalakomponen FRPdalam persekitaran yang terdedah.
4. Kakisan kimia
Persekitaran berasid:
Hakisan struktur silikat dalam gentian kaca (sensitif GFRP), mengakibatkan gentian pecah.
Persekitaran beralkali (cth cecair liang konkrit):
Mengganggu rangkaian siloksan gentian GFRP; matriks resin boleh menyabunkan.
Gentian karbon (CFRP) mempunyai rintangan alkali yang sangat baik dan sesuai untuk struktur konkrit.
Persekitaran semburan garam:
Penembusan ion klorida mempercepatkan kakisan antara muka dan bersinergi dengan kelembapan untuk memburukkan lagi kemerosotan prestasi.
Langkah-langkah perlindungan:
Pemilihan gentian tahan kimia (cth, CFRP); penambahan pengisi tahan kakisan pada matriks.
5. Kitaran beku-cair
Mekanisme pengaruh:
Kelembapan yang menembusi ke dalam retakan mikro membeku dan mengembang, membesarkan kerosakan; pembekuan dan pencairan berulang membawa kepada keretakan matriks.
Langkah-langkah perlindungan:
Mengawal penyerapan air bahan; gunakan matriks resin fleksibel untuk mengurangkan kerosakan rapuh.
6. Pemuatan jangka panjang dan rayap
Kesan beban statik:
Rayapan matriks resin membawa kepada pengagihan semula tegasan dan gentian tertakluk kepada beban yang lebih tinggi, yang boleh mencetuskan keretakan.
AFRP merayap dengan ketara, CFRP mempunyai rintangan rayapan yang terbaik.
Pemuatan dinamik:
Pemuatan keletihan mempercepatkan pengembangan microcrack dan mengurangkan hayat keletihan.
Langkah-langkah perlindungan:
Benarkan faktor keselamatan yang lebih tinggi dalam reka bentuk; lebih suka CFRP atau gentian modulus tinggi.
7. Gandingan persekitaran bersepadu
Senario dunia sebenar (cth, persekitaran marin):
Kelembapan, semburan garam, turun naik suhu dan beban mekanikal bertindak secara sinergistik untuk memendekkan hayat secara mendadak.
Strategi tindak balas:
Penilaian eksperimen penuaan dipercepatkan pelbagai faktor; faktor diskaun alam sekitar rizab reka bentuk.
Ringkasan dan Cadangan
Pemilihan Bahan: Jenis gentian pilihan mengikut persekitaran (cth CFRP rintangan kimia yang baik, GFRP kos rendah tetapi memerlukan perlindungan).
Reka bentuk perlindungan: salutan permukaan, rawatan pengedap, formulasi resin yang dioptimumkan.
Pemantauan dan penyelenggaraan: pengesanan biasa retakan mikro dan kemerosotan prestasi, pembaikan tepat pada masanya.
Ketahanan daripadaPengukuhan FRPperlu dijamin oleh gabungan pengoptimuman bahan, reka bentuk struktur dan penilaian kebolehsuaian alam sekitar, terutamanya dalam persekitaran yang keras di mana prestasi jangka panjang perlu disahkan dengan teliti.
Masa siaran: Apr-02-2025
