Haberler

Geleceğin altyapısı için kompozit çelik çubuklar | Kompozit Dünyası

GFRP, trafik, şehirleşme ve aşırı hava koşulları arttıkça gelecekteki talepleri karşılamak için korozyon riskini ortadan kaldırır ve betonarmenin dayanıklılığını dört kat artırır. #iç imalat #frprebar# Altyapı

En büyük GFRP inşaat demiri projesi. Yaklaşık 11.000 kilometrelik GFRP inşaat demiri, Suudi Arabistan'ın Jizan kentindeki beton taşkın kontrol kanalını güçlendirdi ve 100 yıllık bir ömre ulaştı. Tüm görsellerin fotoğraf kaynağı: Mateenbar

Küresel olarak, beton yapılar daha önce hiç olmadığı kadar saldırıya uğradı. Yollar, köprüler ve üst geçitlerdeki trafik artışının yanı sıra, iklim değişikliği şiddetli fırtınalar ve şiddetli yağmurlar dahil olmak üzere aşırı hava olaylarını şiddetlendirerek ani sellere ve diğer yıkıcı olaylara yol açtı. Bu stres altında beton çatlayabilir. Çelik çubuklar için aşındırıcı olan tuzlu su gibi elementlere maruz kalmak, aşındırıcı ortamlarda hızla bozulabilir.

Florida Ulaştırma Bakanlığı (FDOT, Tallahassee, Florida, ABD) İnşaat İnovasyonu web sitesinde “Çatlaklar, agresif çevresel faktörlerin çeliğe ve/veya öngerilmeli çeliğe ulaşması ve korozyon oksidasyon sürecini başlatması için bir yol yaratıyor” dedi. "Bu ana sorunu çözmenin yenilikçi yolu, geleneksel çelik ve çelik tel takviyesini fiber takviyeli polimer (FRP) ile değiştirmektir." FDOT, FRP çelik çubukların kullanımı ve test edilmesinde ve Amerikan Beton Enstitüsü (ACI, Farmington Hills, Michigan, ABD) tarafından yayınlanan Standartlar gibi tasarım ve kullanım standartlarının geliştirilmesinde lider olmuştur. Kompozit çelik çubuklar esas olarak cam elyafından (GFRP veya GRP) yapılsa da, bazalt (BFRP) veya karbon elyafı (CFRP) kullanan ürünler de geliştirilmiştir.

GFRP inşaat demiri üreticisi Mateenbar'ın (Dubai, BAE ve Concord, Kuzey Karolina, ABD) CEO'su Nick Crofts şunları söyledi: "Agresif ortamlarda, uzun ve maliyetli korozyon geçmişi nedeniyle, Steel artık uygun maliyetli bir seçenek olarak görülmemektedir. GFRP inşaat demiri projelerinin dünyanın en büyük tedarikçisi. Suudi Arabistan'ın Jazan kentinde yer alan proje 23 kilometre uzunluğunda ve 80 metre genişliğinde. Taşkın kontrol kanalıdır. Crofts, GFRP inşaat demirinin 30-40 yaşında olmasına rağmen, Jizan Flood Channel gibi önemli projelerin onu ana akım altyapıya ittiğini söyledi. Bu büyüme, Mateenbar'ın Suudi Arabistan ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki yeni tesislerini haklı çıkardı.

Mateenbar GFRP inşaat demiri, Pultron Composites (Gisborne, Yeni Zelanda) tarafından geliştirilmiştir. Pultron Composites, pultrüzyon teknolojisi ve ürün inovasyonunda öncü ve uzmandır. Mateenbar, yalnızca yüksek üretim ve düşük fiyatlar gerektirmeyen, aynı zamanda proje mimarları ve/veya mühendisler tarafından belirlenecek ürünleri de gerektiren inşaat demiri pazarının benzersiz zorluklarına yanıt verir. Bu nedenle Mateenbar, 2008 yılında, büyük ölçekli altyapı projeleri ve kompozit malzemelerin öncü kullanımı ile tanınan Dubai, Birleşik Arap Emirlikleri'ndeki potansiyel müşterilere ve proje mühendisliği şirketlerine yakın ilk fabrikasını kurdu. Pultron, Mateenbar'ın stratejik ortağı ve özelleştirilmiş teknoloji ve ürün geliştirmenin ana tedarikçisi olmaya devam ediyor.

Adım 1 Cam elyaf, pultrüzyon kalıbına beslenir ve kalıp kapatma işlemi sırasında reçine enjekte edilir.

İkinci adımda, pultrüzyon işlemi 80 fit uzunluğa kadar cam elyaf/vinil ester kompozit çubuklar üretebilir.

Mattenbar'ın fabrikası, uçucu organik bileşikler (VOC) yaymadan yüksek verimlerde çok tutarlı çekilmiş çelik çubuklar üretmek için Pultron'un ileri teknolojisini kullanır. Crofts, "Mühendislik çeliği pultrüzyon kalıbına reçine enjekte ediyoruz ve onu iyileştiriyoruz" dedi.

"İnşaat demiri, ±%1'den daha iyi boyutsal performansa sahip mühendislik ürünü bir üründür." “Yerdeki reçineyi veya havadaki tozu görmenin hiçbir mazereti yok. Kullanılan elyaf Owens Corning'dir (Ohio, ABD). Toledo) korozyona dayanıklı ECR camı olan bu reçine, kendi epoksi yapışkanlı vinil esterimizin bir çeşididir. Tokluğu, gücü ve dayanıklılığı en üst düzeye çıkarır ve sonunda epoksi conta Polyester omurgaya sahip olandan çok daha iyidir.

Pultrude yuvarlak çubuklar daha sonra betonun yükü taşıyabilmesi için spiral bir profil oluşturacak şekilde işlenir. Crofts, "Bu aynı zamanda kapalı bir operasyon" dedi. “Donaldson (Bloomington, Minnesota, ABD) hava filtreleme sistemiyle donatılmış bir işleme atölyesi kullanın. Ardından, kullanımı iyileştirmek için dışını reçine film ile kaplıyoruz.” Mateenbar'ın Çelik çubuğun uzunluğu 80 feet'e kadar olabilir ve isteğe göre belirli bir uzunlukta kesilebilir. Crofts, "Çoğu altyapı ve inşaat projesi için genellikle 40 fit uzunluğunda görürsünüz" dedi.

“Ortalama düz çelik çubuk çapımız 0.75 inç ve 11.600 ksi (80-GPa) cam elyaftan yapılan çekme modülü 8.700 ksi (60 GPa); bu nedenle, lif içeriği çok yüksektir - %80'den fazladır (ağırlıkça). Bunu bükmenin bir yolu yok, bu nedenle bükülmüş GFRP çelik çubuklarımız farklı işlemler ve reçineler kullanılarak ve tescilli teknoloji kullanılarak üretiliyor."

Jizan (Jazan olarak da bilinir), Jizan bölgesinin başkentidir. Suudi Arabistan'ın güneybatı köşesinde, Yemen sınırının kuzeyinde yer alır. Yakındaki dağlardan gelen su akışı nedeniyle, periyodik şiddetli yağmurlar sırasında feci ani seller meydana gelebilir. 23 kilometre uzunluğundaki bu betonarme yağmur suyu tahliyesi, Suudi Aramco'daki (Tahran, Suudi Arabistan) petrol rafinerisi de dahil olmak üzere büyük bir sanayi bölgesini korumak için inşa edildi.

Suudi Aramco, COVID-19 pandemisinden önce gelir açısından dünyanın en büyük şirketiydi. Krallık'taki tüm petrol ve türevleri işini yürütür ve ayrıca Suudi Arabistan'daki tüm inşaatların %10'unu oluşturur. Crofts, "Suudi Aramco, yıllık bütçesinin büyük bir bölümünün beton yapıların değiştirilmesine harcandığının farkında" dedi. “Bölgedeki kumun yüksek tuzluluğu ve gündüzden geceye yüksek sıcaklık deltası betonun daha hızlı çatlamasına neden oldu. Saudi Aramco alternatif teknolojiler aramaya başladı. ACI üyesi olarak, formüle ettikleri FRP çelik standardından kendi stratejilerini benimsediler ve benimsediler. Saudi Aramco için bir standart olarak daha fazla ayarlama ve iyileştirme yapıldı. Daha sonra şirket, belirli yüksek düzeyde aşındırıcı ortamlarda GFRP çelik çubukların kullanılmasını zorunlu kıldı.”

Saudi Aramco (Saudi Aramco), Jizan Flood Channel projesi için teklif verdi ve ardından üç GFRP inşaat demiri tedarikçisi seçti. Mateenbar sözleşmenin %50'sini kazandı. Crofts, “Projenin hazırlık aşamasında birkaç ay bekledik” diye hatırlıyor. “Sonra aniden, tüm malzemelere hemen ihtiyaç duyuldu. Dubai fabrikası bir haftada yerle bir oldu ve yedi ayda üretildi. Yaklaşık 6.000 kilometre GFRP inşaat demiri.”

Adım 5 Çelik çubukları tasarım çizimlerine göre yerleştirin ve uygun yükseklikte desteklemek için yuvarlak boru kesitleri kullanın ve paslanmaz çelik bağlarla birbirine sabitleyin.

Teslimattan sonra çelik çubuklar, proje yüklenicisi Al Yamama Group (Dammam, Suudi Arabistan) tarafından kuruldu. Crofts, "Kurulum sürecinde çok fazla yardım sağlamamız gerektiğini düşünüyoruz, ancak bu gerekli değil" dedi. "Kurulumun çelik takviyeden çok daha hızlı olduğunu buldular." GRFP inşaat demiri, çelik inşaat demirinin yalnızca %25'i ağırlığındadır, bu nedenle daha az insanla daha uzun uzunlukları taşıyabilir ve taşınması ve konumlandırılması daha kolaydır. “Ayrıca daha az konumlandırma borusuna ihtiyaç var” diye ekledi. "Bu yuvarlak boru bölümleri, çeliği betonda doğru yükseklikte desteklemek için kullanılıyor."

Çelik çubuğu yerleştirdikten sonra paslanmaz çelik tel ile bağlayıp kontrol edin ve üzerine beton dökmeye hazırlanın. Crofts, inşaat demiri montaj ekibinin o kadar hızlı hareket ettiğini ve 40-80 metre genişliğindeki kanalın bir kilometre altında kaldıklarını ve beton döküm operasyonunun devam edemeyeceğini fark ettiklerine dikkat çekti. “Bu yüzden durdular ve betonun yetişmesine izin verdiler” diye ekledi. "Bu önemli çünkü şiddetli yağmur yağarsa sel nehri kumla dolduracak. Bu iki kez oldu ve gecikmelere neden oldu, ancak aynı zamanda drenaj kanalının önemini de vurguluyor.”

Betonu çelik çubukların üzerine döktükten sonra, kurulum ekibi hava kabarcıklarını gidermek için sıkıştıracak ve sıkıştıracak ve ardından önümüzdeki birkaç gün ve hafta içinde katılaşacaktır. Crofts, "Bu adımlarda, GFRP ve inşaat demiri arasında hiçbir fark yok" dedi. "Ocak 2020'de inşaat demiri tedarikini tamamladık ve kanal yeni tamamlandı."

Cizan'da yapımı tamamlanan betonarme nehir kanalı, sel sularını yollardan ve endüstriyel üretim tesislerinden uzak tutacak. Görüntü kaynağı: Al Yamama Grubu

Crofts, GFRP inşaat demirinin çeliğin doğrudan yerine geçmediğine dikkat çekti. “GFRP inşaat demiri ve çelik inşaat demiri farklı özelliklere sahip. Bu farklılıklar tasarıma dahil edilmelidir. Bu nedenle, genellikle ACI 318 tasarım çelik takviyeli beton kullanılmasına rağmen, bu, ACI 440 Tasarım yönergelerine dayanan GFRP inşaat demiri için geçerli değildir. Örneğin, GFRP inşaat demiri çelikten daha yüksek bir gerilme mukavemetine, ancak daha düşük bir gerilme modülüne sahiptir. Ayrıca kırılma noktasında da esnektir.” Crofts, çelik yapıların tasarımında, donatı sayısının genellikle çekme mukavemeti tarafından belirlendiğine dikkat çekti. Bununla birlikte, GFRP için modül genellikle gereken takviye miktarını belirleyen faktördür. Bu gereksinimin karşılanması genellikle yapının nihai dayanım gereksinimini aşmasıyla sonuçlanır. Ayrıca, GFRP inşaat demiri yapısında ideal arıza modunun görünmesini sağlayabilir.

Diğer bir husus, bükülme ve şekil oluşturulmasıdır. Crofts, projede kavisli çelik çubukların düz dişli çelik çubuklara oranının ortalama %30 civarında olduğuna dikkat çekti. Çelik çubuklar kullanılarak bu imalat genellikle yerinde yapılır. “Yatay çubuk kontrollü çevre fabrikamızda üretilir ve ara üretim adımları olmadan doğrudan sahaya teslim edilebilir.” “Arz açısından bakıldığında, talep bir hafta içinde olduğu için bu zor olabilir. Esnekliğin ve aynı bölgede fabrikalara sahip olmanın çok önemli olduğunu gördük.”

Crofts şunları söyledi: “Pound başına dolar olarak hesaplandığında, GFRP inşaat demirinin maliyeti çeliğin 3-4 katıdır, çünkü ürün yoğunluğumuz bunun dörtte biri kadardır. Uygun ölçü birimi, gerçekte belirtildiği ve satın alındığı için ayak başına dolar'dır. İnşaat demiri, beton hacminin küçük bir parçasıdır. Maliyetini hacme göre ölçtüğünüzde, GFRP inşaat demiri çelikle maliyet açısından rekabetçi.”

Crofts, "Jizan, çelik kullanımına izin vermeyen ilk büyük ölçekli projedir" dedi. “100 yıldan fazla hizmet ömrüne sahip gerekli yapıyı tasarlayacak bir ekibe sahipler. Talep arttıkça, birkaç GFRP inşaat demiri üreticisi Suudi Arabistan'da üretim üsleri arıyor.” Mateenbar da orada yeni bir fabrika inşa ediyor ve ABD'nin Kuzey Karolina eyaletindeki Concord'daki yeni fabrika, Orta Doğu'dan sonra en büyük ikinci pazar olan Kuzey Amerika'ya hizmet veriyor. Her iki yeni fabrika da Pultron'un 100.000 metrekarelik bir alanı kapsayan gelişmiş pultrüzyon teknolojisini benimsiyor ve modern tesisler. Her iki ekipman da Ekim 2020'de teslim edilecek ve üretimin 2021'in başlarında başlaması bekleniyor.

Orta Doğu'da GFRP inşaat demiri talebi arttıkça, Kuzey Amerika pazarı olgunlaşmaya devam ediyor. Croft şunları söyledi: "Şu anda, Kuzey Amerika'daki en büyük GFRP inşaat demiri uygulaması, kıyı veya kıyı tuzlu deniz duvarları ve köprüleridir." “Ancak, DOT ve varlık sahipleri artık yapının yaşam döngüsü boyunca maliyetleri artırmaya çalışıyorlar [CW kabul ediyor, Bkz. sürdürülebilir altyapı Danışman mühendisler ve son kullanıcılar, GFRP inşaat demiri teknolojisinin değerini görüyor ve GFRP inşaat demiri üreticileri kalite ve performans standartları üzerinde işbirliği yapıyor. Teknolojiyi teşvik eden ve bilginin yayılmasına yardımcı olan diğer DOT'lara yardımcı olan FDOT gibi bazı önde gelen kullanıcılar da vardır. ”

Crofts, FDOT'un yakın zamanda 200 katılımcıyla GFRP ile geliştirilmiş beton tasarımı üzerine bir web seminerine ev sahipliği yaptığına dikkat çekti. Başka bir web seminerinde, Miami Üniversitesi'ndeki (Miami, Florida, ABD) başlıca araştırmacılardan biri olan Dr. Antonio Nanni şunları söyledi: "FRP inşaat demiri hazır." Crofts bunun başarıldığını söyledi. ispat et. "Şimdiki iş, daha fazla şirketin bunu belirlemesine ve müteahhitlerin kullanmasına izin vermek."

Sürekli sıkıştırmalı kalıplama işlemi ile üretilen yapı, alüminyumdan %30 daha hafiftir ve Airbus ve Boeing'in maliyeti yüksektir.

CIPP'nin çeşitli ürünleri, kazı ve değiştirme yerine atık su ve içme suyu için yeraltı boru hatlarının onarılmasını sağlar.

Seri üretilebilen termoplastik kompozitler, havacılık endüstrisinde yeni pazar payları kazanacak.


Gönderim zamanı: Haziran-15-2021

Ana uygulamalar

Dashang telini kullanmanın ana yöntemleri aşağıda verilmiştir.