隨著我國“碳達峰”與 “碳中和”目標的提出,各行各業對于產品全壽命周期內的碳排放量提出了更高的要求,而產品輕量化正是絕大部分產品節能減排的最有效的措施之一。纖維增強塑料(Fiber Reinforced Plastic,簡稱FRP)具有輕質、高強、材料性能可設計等優點,因此FRP成為了目前產品輕量化的首要選項。與金屬桿件相比,FRP桿件在比強度、比剛度、耐腐蝕性等方面均有優異的表現,在各個行業都有廣泛應用。
在橋梁工程行業,目前世界上所有的超大跨橋梁都是使用高強鋼拉索,隨著跨度的增加,會導致剛度降低、承載效率低和疲勞腐蝕問題。為了解決這些問題,使用FRP拉索(一般采用多根FRP桿件組成一根FRP拉索)替代鋼拉索就是國內外重點研究的方向。2021年建成的聊城徒駭河大橋是世界最大跨、國內首座CFRP拉索車行橋,對于FRP拉索在橋梁工程的應用有著里程碑的意義。
鋼筋混凝土建筑結構是土木工程中應用最多的建筑結構,其中的鋼筋存在密度大、疲勞性差、易發生腐蝕等問題。與鋼筋相比,FRP筋質量輕、抗拉強度高、熱膨脹系數更接近水泥、耐腐蝕性好,能夠顯著提高混凝土結構的耐久性,因此FRP筋混凝土是土木工程領域的重要研究方向。在歐美、日本等發達國家,FRP筋在土木工程中的應用發展較快。
不管是FRP拉索還是FRP筋,對于FRP桿件的應用來說,最重要的技術就是FRP桿件的連接技術。FRP桿件力學性能的優越性主要體現在軸向上,而橫向性能較差,因此必須選用合適的連接技術,否則無法發揮FRP桿件的靜力學強度和疲勞強度。目前FRP桿件的連接技術主要有粘接以及粘接為主的混合連接,更適合輕量化、高強度的連接要求。
粘接技術屬于特殊過程,需要由專門的質量管理體系來保證粘接接頭的質量。逸發粘接及復材研究院是中國粘接質量管理體系的引領者。逸發粘接及復材研究院是德國Fraunhofer IFAM在中國的戰略合作伙伴,有上海逸發粘接化工科技有限公司、逸發新材料研究院(江蘇)有限公司、逸發新材料(青島)有限公司和上海逸發商務咨詢有限公司四家企業。十余年來,逸發將EN17460/DIN6701和ISO21368/DIN2304等粘接標準引入中國,從軌道行業開始,覆蓋航空、汽車、家電、電子、造船、建筑等領域,助力中國制造業建立和完善在粘接應用領域的技術標準,同時也通過EAB培訓、EAS培訓、EAE培訓為國內培養了大批的粘接操作員(粘接操作工)、粘接技師和粘接工程師,大大地豐富了國內的粘接人才。目前逸發粘接及復材研究院還將復材維修、復材技師等培訓也帶入中國。通過這些粘接質量管理體系和粘接培訓能夠大大提升FRP桿件的連接質量,同時也能夠推動了FRP桿件的應用。
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