FRP 개발 역사

FRP는 1940년대에 처음 등장한 이래 항공 우주, 군사 및 기타 분야에서 처음으로 사용되었습니다. 여객기를 예로 들면 여객기 제조 재료 중 FRP의 비중은 해마다 증가하고 있으며 Boeing 787과 Airbus 350 모두 50%(중량비)를 초과하여 강철, 알루미늄, 티타늄 및 기타 금속보다 높습니다. .

그리고 그 합금.

재료 준비 비용의 감소와 함께 FRP는 일반 대중의 삶에도 진입하기 시작했습니다. 일반적으로 사용되는 것은 유리 섬유 강화 복합 재료 GFRP(일반적으로 유리 섬유 강화 플라스틱으로 알려짐)와 탄소 섬유 강화 복합 재료 CFRP입니다. GFRP는 조경 조형물, 의자, 쓰레기통, 저장 탱크 등에 주로 사용되며 CFRP는 요트, 자동차, 자전거, 스포츠 및 레저 장비 등에 사용할 수 있습니다.

FRP는 1960년대에 민간 건축물에 처음 사용되었습니다. 그러나 1990년대가 되어서야 철근 콘크리트 구조물을 위한 FRP 보강 기술이 부상하면서 엔지니어링 커뮤니티는 점차 이 새로운 유형의 재료를 인식하고 강철, 목재 및 석조 구조물의 보강으로 확장했습니다.

FRP 기능

1. 경량

FRP의 밀도는 약 14-21kN/m3로 강철의 약 1/6~1/4이며 알루미늄보다 가볍습니다. 대경간 구조물에 적용시 구조물의 중량을 획기적으로 줄일 수 있습니다. Jobs Theatre를 예로 들어 보겠습니다. 탄소 섬유 지붕 전체의 무게는 80t에 불과하며 전체를 호이스팅하여 시공할 수 있습니다. 약 47m의 지붕 직경에 따라 계산하면 평방 미터당 평균 중량 46kg에 해당하며 두께 약 6mm의 강판에 불과합니다. 이러한 놀라운 중량 감소 효과는 지붕이 주변 구조용 유리의 무게를 지탱할 수 있게 하여 놀라운 공간 효과를 만들어냅니다.

2. 고강도

천연 재료의 결정 구조에 결함이 있습니다. 재료가 미세할수록 결함이 적고 강도가 높아집니다. 탄소 섬유와 유리 섬유의 강도는 강철의 10-20배에 이릅니다. 섬유와 매트릭스의 강도 차이를 고려하면 FRP 재료의 강도/무게 비율은 일반적으로 강철의 4배 이상에 도달할 수 있으므로 FRP 대경간 구조의 최대 경간은 기존 구조보다 2~3배 더 큽니다. 더 크게.

일부 연구원은 CFRP 케이블을 사용하여 10000-m 경간 지브롤터 다리를 건설하는 것을 시연했으며 여기에서 그 강도를 확인할 수 있습니다.

3. 쉬운 성형

FRP의 생산 공정에는 인발, 권취, 수적층, 사출성형 등 다양한 방법이 있다. 규칙적인 형태의 FRP 제품을 대규모로 생산할 수 있을 뿐만 아니라 거의 모든 형태의 시트를 생산하여 비선형 건축 형태를 구축할 수 있습니다.

4. 분해 및 조립이 용이합니다.

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FRP의 다른 기능

1.탄성 계수: FRP의 탄성 계수는 콘크리트 및 목재와 동일합니다. 높은 강도에 비해 구조 설계는 종종 변형에 의해 제어됩니다. 구조 형태의 합리적인 선택, 다른 재료와의 조합 및 프리스트레싱을 통해 변형을 제어할 수 있습니다.

2. 선형 팽창 계수: 강철, 알루미늄 및 기타 금속 재료보다 훨씬 작습니다. 한편으로는 구조 설계에 도움이 되는 매우 긴 구조에 적용할 때 명백한 온도 응력을 유발하지 않습니다. 다른 한편으로는 더 나은 단열 효과가 있으며 더 이상 건물 공간을 절약하기 위해 추가 건물 단열층이 필요하지 않습니다.

3. 내화성 : 수지는 고온에서 연화되어 기계적 성질이 저하됩니다. 난연제와 FRP 표면 내화 처리 방법을 사용하여 수지의 내화 성능을 향상시킬 수 있습니다. 잘 처리된 FRP의 내화 효과는 콘크리트와 동등할 수 있습니다.

4. 경제적 : FRP 재료의 가격은 강철보다 높습니다. 그러나 경량, 고강도, 내식성 및 낮은 유지 보수 요구 사항을 고려할 때 전체 비용은 경쟁력이 있습니다.

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