根據(jù)美國鋼鐵協(xié)會的數(shù)據(jù),北美大約有1.85億個電線桿,估計每年需要更換250萬根木桿。為了解決木桿老化,損壞和腐爛問題,1960年代開發(fā)了纖維增強聚合物(FRP)復(fù)合桿,該桿首先安裝在夏威夷,作為解決木桿退化和鋼桿腐蝕的解決方案。
復(fù)合材料桿更環(huán)保,因為它們不需要使用有毒的化學(xué)防腐劑,如雜酚油,五氯苯酚或銅化合物。這種化學(xué)處理也使得用過的木桿的處置非常昂貴。盡管鋼桿的使用壽命為60-80年,而木材的使用壽命為40-50年,除了重量輕,剛度高和維護成本低外,它們還必須進行鍍鋅或涂層處理以防止腐蝕,并且具有導(dǎo)電性,難于維修且難以在野外進行攀登和安裝。復(fù)合電線桿具有最長的使用壽命,最少的維護,最輕的重量以及易于安裝的鉆孔能力。
根據(jù)Lucintel的數(shù)據(jù),目前復(fù)合材料電桿在整個電線桿市場中所占的份額不到1%,預(yù)計其份額將從2018年的2.28億美元以5.7%的年增長率增長。2024年。電力傳輸和分配目前約占全球復(fù)合材料電線桿市場的71%,但是在取代傳統(tǒng)材料的推動下,照明燈(占23%)的增長率可能相對較高。
2019年,巴斯夫股份有限公司宣布通過其公司的Elastolit聚氨酯(PU)和連續(xù)玻璃纖維通過長絲纏繞生產(chǎn)的Boldur電線桿現(xiàn)已上市,并已被美國的電線桿分銷商使用。
能源市場上的鋼塔,配電桿,輸電桿和變電站結(jié)構(gòu)的制造商米塔斯集團(Mita?Group)投資了一條用于制造復(fù)合電線桿的生產(chǎn)線。具備自動化功能的設(shè)備,具有每月1,000根的制造能力,使Mita?成為土耳其首批復(fù)合電線桿制造商之一。
復(fù)合材料的卓越強度也推動了傳輸電纜的增長。用于輸電線路的鋁導(dǎo)體復(fù)合芯(ACCC)電纜由CTC Global生產(chǎn)。與傳統(tǒng)的鋁芯鋼絲增強(ACSR)電纜相比,ACCC電纜的特點是碳纖維復(fù)合材料棒拉制有絕緣玻璃纖維復(fù)合材料的薄護套,以防止鋁包裹物引起電腐蝕。ACCC電纜的強度重量比大約是鋼的六倍,而熱膨脹系數(shù)則低十倍。ACCC電纜還可將功率損耗降低25-40%。
同樣,塞拉尼斯公司和南美最大的電線和電纜生產(chǎn)商南線有限公司共同開發(fā)了C7架空導(dǎo)線,該導(dǎo)線具有輕便和高強度的特點。塞拉尼斯制造的Celstran連續(xù)纖維增強熱塑性復(fù)合芯。據(jù)報道,C7架空導(dǎo)線不僅增加了容量,而且還消除了對新的塔架和電線桿的需求,還降低了成本。
此外,復(fù)合材料耐腐蝕,耐用且持久的地下管道解決方案,在翻新美國老化的地下飲用水基礎(chǔ)設(shè)施中也發(fā)揮著重要作用。用于管道的復(fù)合材料的一個例子是中東的一個水利工程。該項目選擇的管道是Amiantit Europe(德國Mochau)的管道產(chǎn)品Flowtite Grey,其目的是用于水,污水,廢物和原材料的管理。
由《地下建筑》雜志于2019年2月出版的第22屆年度地下建筑市政污水調(diào)查顯示了多年來最強勁的行業(yè)預(yù)測,每個類別均顯示出增長。下水道基礎(chǔ)設(shè)施的新安裝預(yù)計將在2019年增長3.7%,達(dá)到54億美元,其中水利建設(shè)將增長3.9%(38.5億美元)。修復(fù)工程繼續(xù)超過新建項目,下水道修復(fù)工程預(yù)計將在2019年增長4.1%或49億美元,而供水則增長4.5%至22億美元。2019年美國下水道,水和雨水管道基礎(chǔ)設(shè)施的預(yù)計支出計劃總計197.5億美元,總體增長3.7%。
這項調(diào)查還測量了非開挖施工和修復(fù)方法的影響,在這些方法中,使用復(fù)合材料來襯砌現(xiàn)有管道(現(xiàn)場固化管道或CIPP)。在預(yù)算緊縮的時期,非開挖式修復(fù)作為一種低成本且成功的方法,贏得了人們的青睞。在美國和國外,非開挖工作已經(jīng)在建筑和修復(fù)的各個方面開展。調(diào)查顯示,有52%的城市更喜歡使用非開挖的CIPP進行修復(fù),而對于新建筑,約有25%的項目使用了非開挖的CIPP。
2018年,美國國會通過了《美國增長和基礎(chǔ)設(shè)施新擴展創(chuàng)新材料(IMAGINE)法案》,旨在提高基礎(chǔ)設(shè)施項目中復(fù)合材料等創(chuàng)新材料的使用比例。
同時,長絲纏繞玻璃纖維/聚酯復(fù)合材料已在海水反滲透(SWRO)脫鹽的多個階段中得到了廣泛的應(yīng)用。世界各地的SWRO工廠都使用長達(dá)數(shù)英里的耐腐蝕玻璃纖維增強聚合物(FRP)低壓管道作為傳輸管路(主要是在陸地上),以將海水輸送到工廠,分配所產(chǎn)生的飲用水,進行輸送。鹽水(鹽和雜質(zhì))返回海洋,并用于工廠內(nèi)部處理管道和能量回收裝置。以及用于海水淡化廠的儲罐和管道。
但是,使用玻璃纖維儲罐抵抗腐蝕會導(dǎo)致在填充或排空儲罐(尤其是包含石油基液體的儲罐)時產(chǎn)生靜電荷。為了解決這一風(fēng)險,玻璃纖維罐制造商歷來是在樹脂中使用抗靜電填料(通常是炭黑或?qū)щ娫颇福﹣硐㈧o電荷。但是,通常需要高達(dá)30%的填料比例,這使得玻璃纖維的浸濕更加困難,并且降低了樹脂的固化速度。OCSiAl生產(chǎn)的TUBALL石墨烯單壁碳納米管可以通過消散儲罐內(nèi)部和外部的靜電荷來提供靜電放電(ESD)保護