Synspunkter: 0 Forfatter: Site Editor Publicer Time: 2025-06-12 Oprindelse: Sted
Mekaniske ydelser og brandbeskyttelsesdesignkrav til armering af glasfiber under miljø med høj temperatur
1 、 Ændringer i mekaniske egenskaber ved forstærkning af glasfiber under miljø med høj temperatur
De mekaniske ydelser af glasfiberforstærkning under miljø med høj temperatur viser åbenlyse scenegenskaber, specifikt manifesteret som:
Lavtemperaturområde (100-200 ℃)
Ændring af ydelser: Styrken og den elastiske modul falder langsomt med ca. 10% -15%.
Mekanisme: Høj temperatur intensiverer den termiske bevægelse af glasfibermolekyler, hvilket fører til en svækkelse af de intermolekylære kræfter mellem fibre, men de kemiske bindinger er endnu ikke blevet ødelagt.
Datasupport: Eksperimenter har vist, at tilbageholdelseshastigheden for trækstyrke af glasfiberforstærkning er ca. 85% -90% ved 200 ℃.
Medium temperaturområde (200-300 ℃)
Ydelsesændringer: ydelsen falder markant med en reduktion på 30% -50% i trækstyrke og et mere markant fald i elastisk modul.
Mekanisme: Kemiske bindinger (såsom Si-O-bindinger) begynder at bryde, fibermolekylstrukturen depolymeriserer, og grænseflademålingsstyrken svækkes.
Datasupport: Ved 300 ℃ kan trækstyrken falde til under 50% af den normale temperaturværdi, mens forlængelsen øges, men lejekapaciteten falder.
Højtemperaturområde (> 300 ℃)
Ændring af ydelser: Blødgøring, smeltning og endda forbrænding, der fuldstændigt mister mekaniske egenskaber.
Mekanisme: Harpiksmatrixen gennemgår termisk nedbrydning, fiberstrukturen går i stykker, og materialet gennemgår karboniserings- eller forbrændingsreaktioner.
Datasupport: Når temperaturen overstiger 400 ℃, kan glasfiberforstærkningen miste sin integritet på grund af nedbrydning af harpiks.
Sammenlignende fordele med stålstænger
Resistens med høj temperatur: Glasfiberforstærkning brænder ikke med en åben flamme under 300 ℃, mens stålforstærkning kan opleve et pludseligt fald i styrke over 600 ℃ på grund af skrælning af oxidlaget.
Flammehæmning: Det ultimative iltindeks (LOI) af glasfiberforstærkning er ca. 26% -35%, hvilket er bedre end almindelige polymermaterialer.
2 、 Krav til brandbeskyttelsesdesign til fiberglasforstærkning i miljøer med høj temperatur
For at sikre sikkerheden ved fiberglasforstærkning i miljøer med høj temperatur, skal brandbeskyttelsesdesign følge følgende kerneprincipper:
Overholdelse af reglerne for opbygning af brandforebyggelse
Brandrum: I henhold til '-koden for brandbeskyttelsesdesign af bygninger ' (GB 50016) er brandrummet opdelt i enkelthistoriske fabriksbygninger med et område på ≤ 3000 kvadratmeter og multihistoriske bygninger med et område på ≤ 2000 kvadratmeter.
Brandbestandighedsvurdering: Brandmodstandsklassificeringen af den fælles fabriksbygning må ikke være lavere end niveau to, og brandbestandige partitioner med en brandmodstandsgrænse på ≥ 2,0 timer skal bruges i nøgleområder (såsom smelteafsnittet).
Krav til materielle og konstruktion
Brandisolering: områder med høj temperatur (såsom ovnworkshops) og andre områder skal bruge brandbestandige partitioner med en brandmodstandsgrænse på ≥ 2,0 timer, og døre og vinduer skal bruge klasse B brandbestandige døre og vinduer.
Strukturbeskyttelse: For glasfiberforstærkning, der er udsat for høje temperaturer, kan calciumsilikatplade (brandbestandigt i 4 timer) eller keramisk fibertæppe bruges til indpakning og beskyttelse.
Sikker evakuerende design
Udgangsindstilling: Hver etage skal have mindst 2 sikkerhedsudgange, og evakueringsafstanden skal være ≤ 60 m (for enkelt etager) eller ≤ 40 m (for flere etager).
Evakueringsskilte: Installer fluorescerende evakueringsindikatorer for at sikre synligheden på ≥ 10M efter strømafbrydelse.
Konfiguration af brandbeskyttelse
Brandslukningssystem: High-temperatur-værkstedet er udstyret med et automatisk sprinklerbrandslukningssystem eller gasbrandslukningssystem med et designet vandforbrug på ≥ 10L/S · ㎡.
Alarmenhed: Installer en lineær temperaturdetektor med en alarmtemperatur indstillet til 58 ℃ (driftstemperatur på 72 ℃).
3 、 Casestudie om optimering af ydelsesoptimering og design af høj temperatur og brandbeskyttelsesdesign
Ydelsesoptimeringsteknikker
Overfladebehandling: Sprøjtning af høj temperaturbestandige belægninger (såsom silikoneharpiks) kan øge styrkenopbevaringsgraden til over 60% ved 300 ℃.
Kompositmodifikation: Tilsætning af aluminiumoxid eller siliciumcarbidpartikler for at øge blødgøringstemperaturen til over 500 ℃.
Eksempler på ingeniørapplikationer
Ocean Platform: Vedtagelse af en kombinationsstruktur af indpakket GFRP -forstærkning og UHPC forbedres bindingsstyrken gennem sandblæsningsbehandling, og den resterende styrke er ≥ 40% efter 1200 ℃ brandbageprøve.
Tunnelstøtte: Indlejringsfaseændringsmaterialer (PCM) i brandbeskyttelseslaget for at absorbere varme og forsinkelse af temperaturledningen, hvilket reducerer forstærkningens overfladetemperatur med 50% -70%.
4 、 Forskningsgrænser og standardforslag
Metode til evaluering af præstation
Termisk mekanisk koblingsmodel: Ved at kombinere varmeeledningsligningen og konstitutivt forhold, forudsiger stress-belastningen af forstærkningsmaterialer ved høje temperaturer.
Reststyrkeprøve: Efter opvarmning af brandkurven i henhold til ISO 834 -standard skal du teste den resterende trækstyrke af forstærkningsmaterialet.
Standardforbedringsretning
Yderligere indikatorer med høj temperatur: Tilføj resterende styrkekrav på 300 ℃ og 60 minutter til 'glasfiberforstærkede stænger til civilingeniør ' (JG/T 406).
Specielt afsnit om brandbeskyttelsesdesign: Udvikle specialiserede retningslinjer for brandbeskyttelsesdesign for glasfiberforstærkede strukturer, hvilket afklares korrespondancen mellem det beskyttende lags tykkelse og brandbestandighedsgrænsen.
Gennem materiel modifikation, strukturel optimering og standardforbedring kan anvendeligheden af glasfiberforstærkning i miljøer med høj temperatur forbedres markant, hvilket giver mere sikre løsninger til felter som kemiteknik, transport og marineteknik.
