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 serta langkah penanggulangan berikut perlu dipertimbangkan:
1. Kelembapan dan persekitaran air
Mekanisme pengaruh:
Kelembapan meresap ke dalam substrat menyebabkan pembengkakan dan melemahkan ikatan antara muka gentian-substrat.
Hidrolisis gentian kaca (GFRP) mungkin berlaku dengan kehilangan kekuatan yang ketara; gentian karbon (CFRP) kurang terjejas.
Kitaran basah dan kering mempercepat pengembangan mikrorekahan, mencetuskan penyamaran dan penyahikatan.
Langkah-langkah perlindungan:
Pilih resin higroskopi rendah (cth. vinil ester); salutan permukaan atau rawatan kalis air.
Lebih suka CFRP dalam persekitaran lembap jangka panjang.
2. Suhu dan Kitaran Terma
Kesan suhu tinggi:
Matriks resin melembut (melebihi suhu peralihan kaca), mengakibatkan kekakuan dan kekuatan yang berkurangan.
Suhu tinggi mempercepatkan tindak balas hidrolisis dan pengoksidaan (cth.Serat aramidAFRP mudah terdedah kepada degradasi terma).
Kesan suhu rendah:
Kerapuhan matriks, terdedah kepada keretakan mikro.
Kitaran 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 (contohnya bismaleimide); pengoptimuman padanan haba gentian/substrat.
3. Sinaran ultraungu (UV)
Mekanisme pengaruh:
UV mencetuskan tindak balas foto-pengoksidaan resin, yang membawa kepada pembentukan kapur permukaan, kerapuhan dan peningkatan keretakan mikro.
Mempercepatkan pencerobohan kelembapan dan bahan kimia, mencetuskan degradasi sinergi.
Langkah-langkah perlindungan:
Tambahkan 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 kerosakan gentian.
Persekitaran alkali (cth. bendalir liang konkrit):
Mengganggu rangkaian siloksana gentian GFRP; matriks resin mungkin menyabunkan.
Serat 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 degradasi prestasi.
Langkah-langkah perlindungan:
Pemilihan gentian tahan kimia (contohnya, CFRP); penambahan pengisi tahan kakisan pada matriks.
5. Kitaran beku-cair
Mekanisme pengaruh:
Kelembapan yang menembusi mikrorekahan membeku dan mengembang, lalu membesarkan kerosakan; pembekuan dan pencairan berulang kali menyebabkan keretakan matriks.
Langkah-langkah perlindungan:
Kawal penyerapan air bahan; gunakan matriks resin fleksibel untuk mengurangkan kerosakan rapuh.
6. Pemuatan dan rayapan jangka panjang
Kesan beban statik:
Rayapan matriks resin menyebabkan pengagihan semula tegasan dan gentian tertakluk kepada beban yang lebih tinggi, yang boleh mencetuskan patah.
AFRP merayap dengan ketara, CFRP mempunyai rintangan rayapan terbaik.
Pemuatan dinamik:
Beban lesu mempercepat pengembangan mikrorekahan dan mengurangkan jangka hayat lesu.
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 (contohnya, persekitaran marin):
Kelembapan, semburan garam, turun naik suhu dan beban mekanikal bertindak secara sinergi untuk memendekkan jangka hayat secara mendadak.
Strategi tindak balas:
Penilaian eksperimen penuaan dipercepat berbilang faktor; faktor diskaun persekitaran 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 keretakan mikro dan penurunan prestasi secara berkala, pembaikan tepat pada masanya.
KetahananPengukuhan FRPperlu dijamin melalui 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: 02-Apr-2025
