沙特阿美石油公司在城內工業區興建了大型煉油廠，日加工原油40萬桶。然而，苦于城內落后的排水系統，項目遭受到來自強季雨和洪水的威脅。不僅如此，水澇也嚴重影響到城內居民的正常生活。

 

    為此，沙特阿美公司決定在煉油廠周圍興建規模巨大的泄洪渠。

    傳統意義上的泄洪渠以鋼筋混凝土澆筑而成，但由于吉贊經濟城地處臨海，當其在極端暴風雨天氣和海浪沖襲的雙重影響下開裂，海水會侵入并腐蝕內部鋼筋結構，加速其老化。

 

    出于這種考慮，項目組決定用復合材料加強筋替代鋼筋作為混凝土的增強材料。

 

    項目組計算，這座長23000米，寬80米的泄洪渠，將使用大約11000千米的玻纖加強筋，使其一舉成為復合材料加強筋在全球范圍內最大的規模應用案例，也標志著復材加強筋在投入商用40余年后，終于成為主流基建項目的選用材料。

 

    項目采用的玻纖加強筋采購自3家供應商，其中的50%由新西蘭Pultron Composites公司研發、美國Mateenbar公司生產，其生產過程分為六步。

 

  第一步：玻纖入模，在閉模環境下注入樹脂。

  第二步：通過拉擠工藝生產出最長80英尺（約合22.4米）的玻纖增強乙烯基酯復合材料拉擠棒。

  第三步：螺紋加工，以便更好地與混凝土界面結合。

    “我們的復材加強筋品質穩定、產量高，沒有任何VOC排放。”Mateenbar公司首席執行官Nick Crofts表示說，“它的尺寸偏差小于1%。整個生產過程中，不會有樹脂滴落在地板上，也不會在空氣中看到揚起的灰塵。它采用了歐文斯科寧公司提供的ECR玻纖和Mateenbar公司自主研發的環氧-乙烯基酯樹脂，實現了最優的剛度、強度和耐用性，綜合性能遠勝于以環氧-聚酯樹脂生產的同類產品。”

 

    螺紋加工完成后，加強筋表面被包裹了一層樹脂薄膜，用于進一步加強表面性能。“Mateenbar拉擠棒的初始長度可達80英尺（約合22.4米），大多數建筑項目會將其切成40英尺（約合11.2米）的長度進行使用。”

 

    Crofts進一步解釋說：“每一根直線型加強筋的直徑大約為0.75英寸（約合1.9厘米），拉伸模量8,700 ksi (60 GPa)。而其采用的玻纖原料的拉伸模量約為11,600-ksi (80-GPa)，這意味著該產品的纖維含量非常高，若以重量計算超過了80%。同時，這也意味著它難以彎折。不過，憑借獨有的樹脂和工藝方法，我們成功地在高模量的條件下生產出彎折型玻纖復材加強筋。”

 

   第四步：彎折，并運往施工地點。

   第五步：根據設計方案進行鋪設，下以圓管支撐，確保高度適宜，間以不銹鋼絲捆綁固定。

   第六步：自上而下澆筑混凝土，填滿、壓實、擠出氣泡。

    生產完成后，加強筋被運往施工現場，交付給承包商沙特Al Yamama集團，在施工過程中展現出復合材料加強筋的另一個重要優勢：易于安裝。“由于重量僅為鋼筋的25%，復合材料加強筋的搬運和定位都更為方便，需要的人手也更少。”

 

    當進入混凝土澆筑環節時，鋪設加強筋的工人才發現，混凝土澆筑的速度遠遠趕不上加強筋鋪設的速度，不得不停下來等待。“這很重要，因為如果突然降雨，海水會將大量沙子卷入泄洪渠內，如果不加以清理會嚴重影響泄洪效果。” 

 

    全部澆筑完成并壓出所有氣泡后，需要花費數周時間等待其慢慢凝固。“在這些環節中，復合材料加強筋和鋼筋并無殊異。”Crofts表示，“我們在2020年1月發出了最后一批加強筋，泄洪渠隨即宣布完工。”

   設計、成本和展望

 

    盡管為項目帶來諸多便利，但Crofts仍然表示玻纖加強筋無法直接取代鋼筋制品，如何取舍必須遵循設計方案的要求。玻纖加強筋多適用于ACI 440標準，不適用ACI318標準。如果采用后者，鋼筋混凝土無疑將更勝一籌。

 

    Crofts指出，與鋼筋相比，玻纖加強筋具有一定的彈性，拉伸強度更高，但拉伸模量卻略有不足。在鋼筋設計方案中，鋼筋的需求量主要由其拉伸強度決定；而在玻纖加強筋設計方案中，玻纖加強筋的需求量主要由其拉伸模量決定，當加強筋數量達到要求時，結構的強度早已超出了設計的需要，其耐久性也得到了充分保證。

 

    決定二者取舍的另一個重要因素是加強筋的形狀。Crofts指出，項目中加強筋的直線型-彎折型比例約為3:10。如果采用鋼筋，其彎折作業多在現場完成，而Mateenbar玻纖加強筋的彎折全部是在工廠控制條件下完成，而后送至現場直接使用的。“考慮到項目要是隨時可能發生變化，從供應鏈角度考慮這種模式存在一定問題，”Croft表示，“因此，擁有一座毗鄰施工地點的工廠對于我們而言非常重要。”

 

    “如果以重量為單位計算二者的成本，會發現玻纖加強筋的成本高出鋼筋3-4倍，因為玻纖加強筋的密度僅為后者的四分之一。但若以長度為單位進行計算，會發現玻纖加強筋的優勢非常顯著。”

 

    “吉贊泄洪渠項目是第一個對鋼筋說‘不’的大型基建項目，”Crofts表示，“項目組對結構進行了嚴密的設計，泄洪渠的設計使用壽命超過了100年。”

 

    當玻纖加強筋在中東地區快速增長的同時，北美市場也在不斷成熟。“因為大量沿海的防洪墻和橋梁設施都存在被海水侵蝕的風險。”Crofts表示說。

 

    與此同時，咨詢工程公司和終端用戶也看到了玻纖加強筋的巨大商用價值，他們正在合作制訂質量和性能標準。