So sánh composite frp với thép

1. Đặc tính vật liệu

Thành phần    

• Composite FRP: Nhựa nền (polyester, epoxy, vinyl ester) kết hợp sợi thủy tinh hoặc sợi carbon.    
• Thép: Hợp kim sắt với carbon và các nguyên tố khác (thép không gỉ, thép cacbon).

Trọng lượng    

• Composite FRP: Nhẹ, tỷ trọng ~1.8-2.0 g/cm³, nhẹ hơn thép khoảng 4 lần.    
• Thép: Nặng, tỷ trọng ~7.8 g/cm³.

Độ bền    

• Composite FRP: Độ bền kéo cao, nhưng phụ thuộc vào số lớp sợi và hướng sợi (không đẳng hướng).    
• Thép: Độ bền kéo cao, đồng nhất (đẳng hướng), chịu lực tốt hơn trong nhiều điều kiện.

Chống ăn mòn    

• Composite FRP: Xuất sắc, kháng axit, kiềm, muối, và dung môi; không rỉ sét.    
• Thép: Dễ bị ăn mòn, đặc biệt trong môi trường hóa chất hoặc nước biển (trừ thép không gỉ).

Chống thấm    

• Composite FRP: Hoàn toàn chống thấm, lý tưởng cho bể chứa và ống dẫn.  
• Thép: Có thể bị rò rỉ nếu không xử lý bề mặt (sơn, mạ kẽm).

Cách điện    

• Composite FRP: Không dẫn điện, an toàn trong môi trường điện.    
• Thép: Dẫn điện, cần biện pháp cách điện trong một số ứng dụng.

Chịu nhiệt    

• Composite FRP: Giới hạn (thường <120-150°C, tùy loại nhựa), dễ bị biến dạng ở nhiệt độ cao.    
• Thép: Chịu nhiệt tốt hơn (lên đến 600-800°C với thép thông thường).

Khả năng chống cháy    

• Composite FRP: Cần phụ gia chống cháy, dễ cháy nếu không xử lý.    
• Thép: Không cháy, nhưng mất độ bền ở nhiệt độ rất cao (>500°C).

2. Ứng dụng

Công nghiệp    

• Composite FRP: Bồn chứa hóa chất, bể xử lý nước thải, ống dẫn hóa chất, sàn nhà xưởng chống ăn mòn.    
• Thép: Kết cấu nhà xưởng, cầu đường, khung máy móc, bồn chứa áp lực cao.

Xây dựng    

• Composite FRP: Lan can, cầu thang, cốt thép composite, tấm lợp chống thấm.    
• Thép: Dầm, cột, khung thép, cầu thép, công trình chịu tải lớn.

Hàng hải    

• Composite FRP: Vỏ tàu, cano, bọc phủ chống ăn mòn trong môi trường nước biển.    
• Thép: Thân tàu, kết cấu tàu lớn, nhưng cần bảo vệ chống gỉ.

Năng lượng    

• Composite FRP: Cánh quạt gió, bồn chứa trong nhà máy điện.    
• Thép: Tháp điện, khung turbine, ống dẫn áp lực cao.

Dân dụng    

• Composite FRP: Bể bơi, hồ nuôi hải sản, bể phốt, trang trí nội thất.    
• Thép: Kết cấu nhà, cầu thang, hàng rào, đồ gia dụng.

3. Chi phí

Chi phí ban đầu    

• Composite FRP: Cao hơn do vật liệu nhựa và sợi thủy tinh nhập khẩu, công nghệ thi công phức tạp.    
• Thấp hơn, đặc biệt với thép cacbon thông thường.

Chi phí bảo trì    

• Composite FRP: Thấp, ít cần bảo trì do chống ăn mòn và chống thấm tốt.    
• Cao, cần sơn phủ, mạ kẽm, hoặc bảo dưỡng định kỳ để chống gỉ.

Tuổi thọ    

• Composite FRP: 10-20 năm trong môi trường khắc nghiệt nếu thi công đúng.    
• Thép: 20-50 năm, nhưng giảm nếu bị ăn mòn hoặc không bảo trì.

4. Ưu điểm và nhược điểm

Ưu điểm: Composite Frp    

• Chống ăn mòn tuyệt vời, không rỉ sét.
• Trọng lượng nhẹ, dễ vận chuyển, thi công.
• Cách điện, an toàn.
• Linh hoạt trong thiết kế, dễ tạo hình.
• Chống thấm tốt, phù hợp cho bể chứa.    

Ưu điểm: Thép

• Độ bền cơ học cao, chịu tải lớn.
• Dễ gia công, hàn, cắt.
• Chịu nhiệt tốt hơn.
• Phổ biến, dễ tìm nguồn cung.
• Giá thành ban đầu thấp hơn.

Nhược điểm: Composite Frp 

• Chi phí ban đầu cao.
• Chịu nhiệt kém, dễ biến dạng ở nhiệt độ cao.
• Khó tái chế, ảnh hưởng môi trường.
• Yêu cầu kỹ thuật thi công cao để tránh lỗi (bọt khí, phân tầng).    

Nhược điểm: Thép

• Dễ bị ăn mòn trong môi trường hóa chất, nước biển.
• Trọng lượng nặng, tốn chi phí vận chuyển.
• Cần bảo trì thường xuyên (sơn, mạ).
• Dẫn điện, không an toàn trong môi trường điện.

5. Khi nào nên chọn Composite FRP hay Thép?

Chọn Composite FRP:

• Môi trường hóa chất ăn mòn (axit, kiềm, muối): Bồn chứa hóa chất, bể xử lý nước thải, ống dẫn.
• Cần vật liệu nhẹ, chống thấm: Bể bơi, hồ nuôi hải sản, vỏ tàu.
• Yêu cầu cách điện hoặc thẩm mỹ: Lan can, trang trí nội thất.
• Công trình cần ít bảo trì: Sàn nhà xưởng, bể phốt.

Chọn Thép:

• Cần chịu tải trọng lớn: Kết cấu cầu, nhà xưởng, khung máy móc.
• Môi trường không quá ăn mòn hoặc có biện pháp bảo vệ (mạ kẽm, sơn).
• Ngân sách hạn chế cho chi phí ban đầu.
• Công trình yêu cầu chịu nhiệt cao hoặc áp lực lớn: Bồn áp lực, ống dẫn dầu khí.