01、成果簡介
纖維增強復(fù)合材料拉擠型材是由纖維增強材料(如玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維、芳綸纖維等)與樹脂基體材料(如環(huán)氧樹脂、乙烯基樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚氨酯樹脂等)經(jīng)過拉擠工藝制備而成的復(fù)合材料(如下圖所示)。拉擠型材相比于傳統(tǒng)建筑材料(如鋼材和混凝土)具有輕質(zhì)、高強、耐腐、低碳等優(yōu)點,拉擠型材結(jié)構(gòu)的全壽命周期養(yǎng)護(hù)成本也遠(yuǎn)低于同類型鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu),拉擠型材在土木建筑、新能源、機械與汽車制造、航空航天等領(lǐng)域展現(xiàn)出了較強的應(yīng)用潛力。
團隊基于拉擠型材材料特點,提出“工藝-材料-結(jié)構(gòu)”一體化設(shè)計方法,研發(fā)產(chǎn)品包括:高層建筑外掛構(gòu)架梁、城市軌道交通聲屏障、光伏邊框和支架、光伏車棚、集裝箱房等。團隊開展成型工藝與配方設(shè)計、材料性能測試、結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化,以及工程建設(shè)與養(yǎng)護(hù)等技術(shù)咨詢工作。
02、應(yīng)用領(lǐng)域
拉擠型材應(yīng)用領(lǐng)域包括:土木建筑(如人行天橋、框架結(jié)構(gòu)等)、新能源(如風(fēng)電、光伏等)、機械制造(如冷卻塔、醫(yī)用無磁結(jié)構(gòu)等)、汽車制造(如防撞梁、電池包等)。拉擠型材在實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化、高承載力儲備、高耐久性、低碳排放等方面具有顯著優(yōu)勢。
03、特點優(yōu)勢
1、高層建筑外掛構(gòu)架梁:結(jié)構(gòu)自重相比于鋼結(jié)構(gòu)降低75%;碳排放量降低73%;大幅降低了施工措施費;結(jié)構(gòu)在近海環(huán)境中耐腐蝕性強,全壽命周期養(yǎng)護(hù)成本低;
2、城市軌道交通聲屏障:結(jié)構(gòu)自重預(yù)期降低40~50%,施工便捷、碳排放量低;結(jié)構(gòu)振動小,降低二次噪音;結(jié)構(gòu)在室外環(huán)境中耐腐蝕性強,全壽命周期養(yǎng)護(hù)成本低;
3、光伏邊框和支架:力學(xué)性能高于傳統(tǒng)鋁合金材料;具有較強的耐鹽霧和耐化學(xué)腐蝕性能;電氣絕緣性好,降低形成漏電回路的可能性,提高電池板的發(fā)電效率;
4、光伏車棚:結(jié)構(gòu)在室外環(huán)境中耐腐蝕性強,養(yǎng)護(hù)成本低;結(jié)構(gòu)自重輕、施工安裝便捷;電氣絕緣性好,降低形成漏電回路的可能性,提高電池板的發(fā)電效率;
5、集裝箱房:重量相比于金屬結(jié)構(gòu)大幅降低;無機非金屬材料,保溫性好;耐腐蝕、抗凍性好;等剛度設(shè)計下抗震、抗風(fēng)性能優(yōu);
04、應(yīng)用案例
纖維增強復(fù)合材料拉擠型材目前已應(yīng)用于國內(nèi)外多個項目(以下案例來自網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn))。
05、合作方式
1.可提供合作開發(fā)新一代纖維增強復(fù)合材料拉擠型材產(chǎn)品;
2.可提供成型工藝與配方設(shè)計、材料性能測試、結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化,以及工程建設(shè)與養(yǎng)護(hù)等技術(shù)咨詢服務(wù)。
來源:北京工業(yè)大學(xué)重慶研究院