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。
復合材料桿更環(huán)保,因為它們不需要使用有毒的化學防腐劑,如雜酚油,五氯苯酚或銅化合物。這種化學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,并且具有導電性,難于維修且難以在野外進行攀登和安裝。復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),目前復合材料電桿在整個電線桿市場中所占的份額不到1%,預計其份額將從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合電線桿的生產(chǎn)線。具備自動化功能的設備,具有每月1,000根的制造能力,使Mita?成為土耳其首批復合電線桿制造商之一。
復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體復合芯(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合材料棒拉制有絕緣玻璃纖維復合材料的薄護套,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架空導線,該導線具有輕便和高強度的特點。塞拉尼斯制造的Celstran連續(xù)纖維增強熱塑性復合芯。據(jù)報道,C7架空導線不僅增加了容量,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設施中也發(fā)揮著重要作用。用于管道的復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)預測,每個類別均顯示出增長。下水道基礎設施的新安裝預計將在2019年增長3.7%,達到54億美元,其中水利建設將增長3.9%(38.5億美元)。修復工程繼續(xù)超過新建項目,下水道修復工程預計將在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,水和雨水管道基礎設施的預計支出計劃總計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方法的影響,在這些方法中,使用復合材料來襯砌現(xiàn)有管道(現(xiàn)場固化管道或CIPP)。在預算緊縮的時期,非開挖式修復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,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《美國增長和基礎設施新擴展創(chuàng)新材料(IMAGINE)法案》,旨在提高基礎設施項目中復合材料等創(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用。世界各地的SWRO工廠都使用長達數(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