Cơ hội và thách thức ứng dụng sợi thủy tinh và vật liệu composite trong lĩnh vực cơ sở hạ tầng

Hôm nay tôi muốn chia sẻ với các bạn một bài viết:

Một thập kỷ trước, các cuộc thảo luận vềcơ sở hạ tầngxoay quanh việc cần thêm bao nhiêu tiền để sửa nó. Nhưng ngày nay, người ta ngày càng chú trọng đến tính bền vững và lâu dài trong các dự án liên quan đến việc xây dựng hoặc sửa chữa đường quốc lộ, cầu, cảng, lưới điện, v.v.

Ngành công nghiệp vật liệu tổng hợp có thể cung cấp các giải pháp bền vững mà các bang của Hoa Kỳ đang tìm kiếm. Với nguồn tài trợ tăng lên, như được đề xuất trong dự luật cơ sở hạ tầng trị giá 1,2 nghìn tỷ USD, các cơ quan nhà nước Hoa Kỳ sẽ có nhiều nguồn tài trợ và cơ hội hơn để thử nghiệm các công nghệ tiên tiến và kỹ thuật xây dựng.

Greg Nadeau, Chủ tịch và Giám đốc điều hành của Cơ sở hạ tầng mạo hiểm, cho biết: “Có rất nhiều ví dụ trên khắp Hoa Kỳ cho thấy việc sử dụng các cải tiến tổng hợp đã được chứng minh là có hiệu quả, cho dù đó là những cây cầu hay kết cấu tòa nhà gia cố. Tác động to lớn đối với Đạo luật Cơ sở hạ tầng Cầu dựa trên việc phân bổ thường xuyên. Khoản đầu tư này mang lại cơ hội cho các tiểu bang sử dụng các quỹ này để mở rộng việc sử dụng và hiểu biết về các vật liệu thay thế này. Chúng không phải là thử nghiệm, chúng đã được chứng minh là có hiệu quả.”

Vật liệu tổng hợpđã được sử dụng để xây dựng những cây cầu có khả năng chống va đập tốt hơn. Những cây cầu ở các bang ven biển và miền bắc Hoa Kỳ sử dụng muối rải đường trong mùa đông đã bị mục nát do thép trong kết cấu bê tông cốt thép và bê tông dự ứng lực bị ăn mòn. Sử dụng vật liệu không ăn mòn như sườn composite có thể làm giảm số tiền mà Bộ Giao thông Vận tải Hoa Kỳ (DOT) phải chi cho việc bảo trì và sửa chữa cầu.

Nadeau cho biết: “Thông thường, những cây cầu thông thường có tuổi thọ định mức là 75 năm phải được xử lý cơ bản trong khoảng thời gian 40 hoặc 50 năm. Sử dụng vật liệu không ăn mòn dựa trên lựa chọn vật liệu của bạn có thể kéo dài tuổi thọ sử dụng và giảm vòng đời lâu dài. trị giá."

Ngoài ra còn có các khoản tiết kiệm chi phí khác. “Nếu chúng ta có vật liệu không bị ăn mòn thì thành phần của bê tông có thể khác. Ví dụ, chúng tôi sẽ không phải sử dụng chất ức chế ăn mòn, vốn có giá khoảng 50 USD/m3,” Giáo sư Antonio Nanni của Đại học Miami và Giám đốc Khoa Kỹ thuật Xây dựng và Kiến trúc cho biết.

Cầu được xây dựng bằng vật liệu composite có thể được thiết kế với cấu trúc hỗ trợ hợp lý hơn. Ken Sweeney, Chủ tịch kiêm Kỹ sư chính của Công nghệ Cơ sở hạ tầng Tiên tiến (AIT), cho biết: “Nếu bạn sử dụng bê tông, bạn sẽ tốn rất nhiều tiền và nguồn lực để xây dựng cây cầu để hỗ trợ trọng lượng của nó chứ không phải chức năng của nó, cụ thể là vận chuyển giao thông. Nếu bạn có thể giảm trọng lượng của nó và có tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng cao hơn thì đó sẽ là một lợi ích to lớn: việc chế tạo nó sẽ rẻ hơn.”

Vì thanh composite nhẹ hơn nhiều so với thép nên cần ít xe tải hơn để vận chuyển thanh composite (hoặc các bộ phận cầu làm từ thanh composite) đến công trường. Điều này làm giảm lượng khí thải carbon dioxide. Các nhà thầu có thể sử dụng cần cẩu nhỏ hơn, chi phí thấp hơn để nâng các bộ phận cầu composite vào đúng vị trí, đồng thời công nhân xây dựng sẽ vận chuyển chúng dễ dàng và an toàn hơn.