Пултрузионные изделия быстро завоевывают позиции по сравнению с традиционными материалами почти во всех отраслях промышленности благодаря низкой стоимости материала, легкому весу, устойчивости к неблагоприятным условиям окружающей среды и превосходным эксплуатационным характеристикам.

В частности, благодаря исключительным физико-механическим свойствам в промышленности доминируют композиты из стекловолокна (стеклокомпозиты) смотри здесь https://zmiorion.ru/poleznye-sovety/.

Прогнозируется , что объем мирового рынка композитов вырастет с 90,6 млрд долларов в 2019 году до 131,6 млрд долларов к 2024 году, причем огромную долю этого объема будет занимать стекловолокно.

Рынок стекловолокна в настоящее время составляет 17,1 млрд долларов, и, по прогнозам, к 2024 году он вырастет до 23,9 млрд долларов при среднегодовом темпе роста 7,0%, что составляет примерно пятую часть мирового рынка композитов в 2019 и 2024 годах соответственно.

Композиты из армированного волокном полимера (FRP), такие как стекловолокно, набирают популярность по многим причинам.

Пултрузионное стекловолокно, в частности, все чаще используется вместо стали в ряде отраслей благодаря его многочисленным высоким эксплуатационным качествам, которые мы здесь рассмотрим.

Характеристики производительности

При сравнении пултрузионного стекловолокна и стали необходимо учитывать ряд рабочих характеристик. В частности, два ключевых аспекта, имеющих первостепенное значение, — это то, как продукт ведет себя в условиях стресса, а также в агрессивных и экстремальных средах.

В проектах, несущих тепловую нагрузку, стекловолокно превосходит сталь по многим параметрам. Арматура из стекловолокна так же прочна, как сталь, когда дело доходит до точки изгиба, и с меньшей вероятностью подвергается коррозии при использовании в открытых средах.

В исследовании арматуры FRP, используемой в строительстве для уменьшения тепловых мостов, было обнаружено, что несущая арматура из стекловолокна имеет более высокую прочность на растяжение в продольном направлении и более низкий модуль упругости и плотность по сравнению со сталью (550 МПа и 200 ГПа для стали, в отличие от до 1000 МПа и 50 ГПа для стеклопластиковой арматуры).

Кроме того, было показано, что арматура из пултрузионного стекловолокна сохраняет свои механические свойства и микроструктурную целостность в течение более 15 лет , повышая долговечность и снижая потребность в техническом обслуживании и замене.

В дополнение к этим свойствам арматура FRP также устойчива к коррозии , электромагнитно нейтральна и не является проводником тепловых или электрических токов. Это делает их отличной заменой стальным изделиям в отраслях, где требуются эти свойства.

Сравнивая их эксплуатационные свойства, становится ясно, что во многих случаях стекловолокно прочнее стали . Тем не менее, самое убедительное преимущество использования пултрузионного стекловолокна вместо стали проявляется при рассмотрении комбинированных преимуществ по всем направлениям.

Да, стекловолокно обладает превосходными механическими свойствами по сравнению со сталью, но оно также превосходит его во многих других важных категориях.

Другие преимущества

Помимо очевидных преимуществ прочности при использовании композитов из стекловолокна, есть много других преимуществ использования пултрузионных стеклопластиков, которые делают их использование гораздо более убедительным.

По сравнению со сталью стекловолокно гораздо более долговечно в открытых и экстремальных условиях. Он может выдерживать экстремальную жару и холод без деформации и чрезвычайно устойчив к ржавчине и коррозии .

Благодаря этим свойствам изделия из FRP имеют гораздо более низкие затраты на техническое обслуживание и частоту замены, что в долгосрочной перспективе делает их гораздо более рентабельным вариантом, чем сталь.

Их долговечность также означает, что стекловолокно является предпочтительным материалом при строительстве в прибрежной среде или в местах с коррозионной почвой, поскольку оно не подвергается коррозии почти так же быстро, как сталь.

Из-за этого их использование в набережных, надводных мостах и ​​других объектах на берегу океана намного эффективнее, чем использование стали.

Еще одна причина, по которой изделия из пултрузионного стекловолокна превосходят сталь, — это вес. Изделия из пултрузии могут весить до 75% меньше , чем сталь, и было показано, что при использовании стекловолокна общий вес конечных продуктов значительно снижается.

Это означает, что транспортировка и монтаж материалов проще, быстрее и дешевле, чем сталь. Кроме того, сниженный вес означает, что автомобили, изготовленные с использованием стекловолокна вместо стали, имеют более низкий расход топлива, что значительно помогает потребителям этих конечных продуктов и оказывает меньшее воздействие на окружающую среду.

Кроме того, изделия из стекловолокна могут быть изготовлены с соблюдением ряда мер безопасности, чего не может сделать сталь. В процессе пултрузии стеклянные волокна могут быть усилены огнезащитными и стойкими свойствами.

В результате этого процесса получаются продукты, отвечающие даже самым строгим требованиям пожарной безопасности, что делает их идеальными для использования в таких областях, как жилищное строительство, где действуют строгие правила пожарной безопасности.

Примеры использования

Благодаря своим многочисленным преимуществам пултрузионное стекловолокно используется в различных отраслях промышленности в качестве заменителя стальных изделий. Изделия из стекловолокна произвели революцию в строительстве мостов и туннелей, высотном строительстве, а также в морских и прибрежных применениях, и это лишь некоторые из них.

Яркий пример замены стали стекловолокном можно найти в коммерческом строительстве; строительные леса тому пример. В то время как стальные леса по-прежнему используются все чаще, леса из стекловолокна становятся все более популярными благодаря их стабильности, легкому весу и устойчивости к окислению и коррозии.

Строительство мостов также выигрывает от прочности композитов из стекловолокна. Мосты из стекловолокна легче, проще в сборке, более устойчивы и долговечны, чем традиционные мосты из стали и дерева.

Фактически композиты из стекловолокна настолько превосходят сталь, что старые стальные конструкции начинают заменяться деталями из стекловолокна.

Например, Департамент транспорта штата Огайо (ODOT) недавно принял схему замены стали на мосту Энтони Уэйна Трейл в Толедо, в которой компоненты из стекловолокна заменяют сталь. После обширных исследований ODOT обнаружил, что стекловолокно является превосходным продуктом, и решил постепенно полностью заменить сталь.

Заключение

Глядя на преимущества использования пултрузионного стекловолокна по сравнению со сталью, неудивительно, что стеклопластики быстро завоевывают позиции по сравнению с традиционными материалами почти во всех отраслях промышленности.

Низкая стоимость материалов, малый вес, устойчивость к неблагоприятным условиям окружающей среды и превосходные эксплуатационные характеристики означают, что они будут и впредь прокладывать путь для дальнейшего роста.

Ожидается, что в Северной Америке пултрузионные продукты будут продолжать расти из-за распространения 5G и отраслей, упомянутых выше. Инфраструктура и строительство будут основными секторами роста, а продукты, включая пултрузионное стекловолокно, будут иметь большое значение для инфраструктуры 5G.

Рынки коммерческой и жилой недвижимости в регионе также продолжают стабилизироваться, и девелоперы сосредоточены на строительстве долговременных объектов из материалов, рассчитанных на будущее.

Ветровая и другие компании, использующие экологически чистую энергию, стимулируют рост, нуждаясь в более эффективных процессах. Улучшения в автоматизированных операциях дают пултрузионным компаниям более широкие возможности для участия в масштабных партнерствах с экологически чистыми компаниями при одновременном снижении общей стоимости производимой продукции.

Поскольку технологии искусственного интеллекта и машинного обучения продолжают повышать точность производства и снижать неэффективность пултрузионного производства, «зеленая» промышленность почти наверняка найдет новые возможности для включения этих производственных процессов в свою повседневную деятельность.

Для любого проекта, требующего стали и дерева, вместо этого стоит рассмотреть стекловолокно.