根據(jù)美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),北美大約有1.85億個(gè)電線(xiàn)桿,估計(jì)每年需要更換250萬(wàn)根木桿。為了解決木桿老化,損壞和腐爛問(wèn)題,1960年代開(kāi)發(fā)了纖維增強(qiáng)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?yàn)樗鼈儾恍枰褂糜卸镜幕瘜W(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(guò)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(hù)成本低外,它們還必須進(jìn)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(jìn)行攀登和安裝。復(fù)合電線(xiàn)桿具有最長(zhǎng)的使用壽命,最少的維護(hù),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(gè)電線(xiàn)桿市場(chǎng)中所占的份額不到1%,預(yù)計(jì)其份額將從2018年的2.28億美元以5.7%的年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。2024年。電力傳輸和分配目前約占全球復(fù)合材料電線(xiàn)桿市場(chǎng)的71%,但是在取代傳統(tǒng)材料的推動(dòng)下,照明燈(占23%)的增長(zhǎng)率可能相對(duì)較高。
2019年,巴斯夫股份有限公司宣布通過(guò)其公司的Elastolit聚氨酯(PU)和連續(xù)玻璃纖維通過(guò)長(zhǎng)絲纏繞生產(chǎn)的Boldur電線(xiàn)桿現(xiàn)已上市,并已被美國(guó)的電線(xiàn)桿分銷(xiāo)商使用。
能源市場(chǎng)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(tuán)(Mita?Group)投資了一條用于制造復(fù)合電線(xiàn)桿的生產(chǎn)線(xiàn)。具備自動(dòng)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(xiàn)桿制造商之一。
復(fù)合材料的卓越強(qiáng)度也推動(dòng)了傳輸電纜的增長(zhǎng)。用于輸電線(xiàn)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(qiáng)(ACSR)電纜相比,ACCC電纜的特點(diǎn)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(hù)套,以防止鋁包裹物引起電腐蝕。ACCC電纜的強(qiáng)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(xiàn)和電纜生產(chǎn)商南線(xiàn)有限公司共同開(kāi)發(fā)了C7架空導(dǎo)線(xiàn),該導(dǎo)線(xiàn)具有輕便和高強(qiáng)度的特點(diǎn)。塞拉尼斯制造的Celstran連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合芯。據(jù)報(bào)道,C7架空導(dǎo)線(xiàn)不僅增加了容量,而且還消除了對(duì)新的塔架和電線(xiàn)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(guó)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(gè)例子是中東的一個(gè)水利工程。該項(xiàng)目選擇的管道是Amiantit Europe(德國(guó)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(lái)最強(qiáng)勁的行業(yè)預(yù)測(cè),每個(gè)類(lèi)別均顯示出增長(zhǎng)。下水道基礎(chǔ)設(shè)施的新安裝預(yù)計(jì)將在2019年增長(zhǎng)3.7%,達(dá)到54億美元,其中水利建設(shè)將增長(zhǎng)3.9%(38.5億美元)。修復(fù)工程繼續(xù)超過(guò)新建項(xiàng)目,下水道修復(fù)工程預(yù)計(jì)將在2019年增長(zhǎng)4.1%或49億美元,而供水則增長(zhǎng)4.5%至22億美元。2019年美國(guó)下水道,水和雨水管道基礎(chǔ)設(shè)施的預(yù)計(jì)支出計(jì)劃總計(jì)197.5億美元,總體增長(zhǎng)3.7%。
這項(xiàng)調(diào)查還測(cè)量了非開(kāi)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(lái)襯砌現(xiàn)有管道(現(xiàn)場(chǎng)固化管道或CIPP)。在預(yù)算緊縮的時(shí)期,非開(kāi)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(guó)和國(guó)外,非開(kāi)挖工作已經(jīng)在建筑和修復(fù)的各個(gè)方面開(kāi)展。調(diào)查顯示,有52%的城市更喜歡使用非開(kāi)挖的CIPP進(jìn)行修復(fù),而對(duì)于新建筑,約有25%的項(xiàng)目使用了非開(kāi)挖的CIPP。
2018年,美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了《美國(guó)增長(zhǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施新擴(kuò)展創(chuàng)新材料(IMAGINE)法案》,旨在提高基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目中復(fù)合材料等創(chuàng)新材料的使用比例。
同時(shí),長(zhǎng)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(gè)階段中得到了廣泛的應(yīng)用。世界各地的SWRO工廠都使用長(zhǎng)達(dá)數(shù)英里的耐腐蝕玻璃纖維增強(qiáng)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(jìn)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(chǔ)罐和管道。
但是,使用玻璃纖維儲(chǔ)罐抵抗腐蝕會(huì)導(dǎo)致在填充或排空儲(chǔ)罐(尤其是包含石油基液體的儲(chǔ)罐)時(shí)產(chǎn)生靜電荷。為了解決這一風(fēng)險(xiǎn),玻璃纖維罐制造商歷來(lái)是在樹(shù)脂中使用抗靜電填料(通常是炭黑或?qū)щ娫颇福﹣?lái)消散靜電荷。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(shù)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(guò)消散儲(chǔ)罐內(nèi)部和外部的靜電荷來(lái)提供靜電放電(ESD)保護(hù)