01、成果简介
纤维增强复合材料拉挤型材是由纤维增强材料(如玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维等)与树脂基体材料(如环氧树脂、乙烯基树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂等)经过拉挤工艺制备而成的复合材料(如下图所示)。拉挤型材相比于传统建筑材料(如钢材和混凝土)具有轻质、高强、耐腐、低碳等优点,拉挤型材结构的全寿命周期养护成本也远低于同类型钢结构和混凝土结构,拉挤型材在土木建筑、新能源、机械与汽车制造、航空航天等领域展现出了较强的应用潜力。
团队基于拉挤型材材料特点,提出“工艺-材料-结构”一体化设计方法,研发产品包括:高层建筑外挂构架梁、城市轨道交通声屏障、光伏边框和支架、光伏车棚、集装箱房等。团队开展成型工艺与配方设计、材料性能测试、结构设计与优化,以及工程建设与养护等技术咨询工作。
02、应用领域
拉挤型材应用领域包括:土木建筑(如人行天桥、框架结构等)、新能源(如风电、光伏等)、机械制造(如冷却塔、医用无磁结构等)、汽车制造(如防撞梁、电池包等)。拉挤型材在实现结构轻量化、高承载力储备、高耐久性、低碳排放等方面具有显著优势。
03、特点优势
1、高层建筑外挂构架梁:结构自重相比于钢结构降低75%;碳排放量降低73%;大幅降低了施工措施费;结构在近海环境中耐腐蚀性强,全寿命周期养护成本低;
2、城市轨道交通声屏障:结构自重预期降低40~50%,施工便捷、碳排放量低;结构振动小,降低二次噪音;结构在室外环境中耐腐蚀性强,全寿命周期养护成本低;
3、光伏边框和支架:力学性能高于传统铝合金材料;具有较强的耐盐雾和耐化学腐蚀性能;电气绝缘性好,降低形成漏电回路的可能性,提高电池板的发电效率;
4、光伏车棚:结构在室外环境中耐腐蚀性强,养护成本低;结构自重轻、施工安装便捷;电气绝缘性好,降低形成漏电回路的可能性,提高电池板的发电效率;
5、集装箱房:重量相比于金属结构大幅降低;无机非金属材料,保温性好;耐腐蚀、抗冻性好;等刚度设计下抗震、抗风性能优;
04、应用案例
纤维增强复合材料拉挤型材目前已应用于国内外多个项目(以下案例来自网络文献)。
05、合作方式
1.可提供合作开发新一代纤维增强复合材料拉挤型材产品;
2.可提供成型工艺与配方设计、材料性能测试、结构设计与优化,以及工程建设与养护等技术咨询服务。
来源:北京工业大学重庆研究院