Πώς αλλάζουν οι μηχανικές ιδιότητες της ενίσχυσης των ινών γυαλιού υπό συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας; Ποιες είναι οι ειδικές απαιτήσεις για το σχεδιασμό πυροπροστασίας;

Οι μηχανικές αλλαγές απόδοσης και οι απαιτήσεις σχεδιασμού πυροπροστασίας της ενίσχυσης ινών γυαλιού υπό περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας

1 、 Αλλαγές στις μηχανικές ιδιότητες της ενίσχυσης των ινών γυαλιού υπό περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας

Οι μεταβολές της μηχανικής απόδοσης της ενίσχυσης των ινών από γυαλί υπό περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας δείχνουν προφανή χαρακτηριστικά σκηνής, ειδικά εκδηλώθηκαν ως:

Εύρος χαμηλής θερμοκρασίας (100-200 ℃)

Αλλαγές απόδοσης: Η αντοχή και το ελαστικό μέτρο μειώνονται αργά κατά περίπου 10% -15%.

Μηχανισμός: Η υψηλή θερμοκρασία εντείνει τη θερμική κίνηση των μορίων γυαλιού, οδηγώντας σε αποδυνάμωση των διαμοριακών δυνάμεων μεταξύ των ινών, αλλά οι χημικοί δεσμοί δεν έχουν ακόμη καταστραφεί.

Υποστήριξη δεδομένων: Τα πειράματα έχουν δείξει ότι ο ρυθμός διατήρησης της αντοχής εφελκυσμού της ενίσχυσης των ινών γυαλιού είναι περίπου 85% -90% στα 200 ℃.

Εύρος μέσης θερμοκρασίας (200-300 ℃)

Αλλαγές απόδοσης: Η απόδοση μειώνεται σημαντικά, με μείωση κατά 30% -50% σε αντοχή σε εφελκυσμό και πιο σημαντική μείωση του ελαστικού μέτρου.

Μηχανισμός: Οι χημικοί δεσμοί (όπως οι δεσμοί SI-O) αρχίζουν να σπάζουν, η μοριακή δομή των ινών αποπολυμερισμένη και η αντοχή στη διεπιφανειακή συγκόλληση εξασθενεί.

Υποστήριξη δεδομένων: Στα 300 ℃, η αντοχή εφελκυσμού μπορεί να μειωθεί σε κάτω από το 50% της κανονικής τιμής θερμοκρασίας, ενώ η επιμήκυνση αυξάνεται, αλλά η ικανότητα εδράνου μειώνεται.

Εύρος υψηλής θερμοκρασίας (> 300 ℃)

Αλλαγές απόδοσης: Μαλακοποίηση, τήξη και ακόμη και καύση, χάνει πλήρως τις μηχανικές ιδιότητες.

Μηχανισμός: Η μήτρα ρητίνης υφίσταται θερμική αποσύνθεση, η δομή των ινών αποσυντίθεται και το υλικό υφίσταται αντιδράσεις άνθρακα ή καύσης.

Υποστήριξη δεδομένων: Όταν η θερμοκρασία υπερβαίνει τα 400 ℃, η ενίσχυση των ινών γυαλιού μπορεί να χάσει την ακεραιότητά της λόγω αποσύνθεσης ρητίνης.

Συγκριτικά πλεονεκτήματα με χαλύβδινες ράβδους

Αντίσταση υψηλής θερμοκρασίας: Η ενίσχυση των ινών από γυαλί δεν καίγεται με ανοιχτή φλόγα κάτω από 300 ℃, ενώ η ενίσχυση του χάλυβα μπορεί να παρουσιάσει ξαφνική πτώση της αντοχής άνω των 600 ℃ λόγω του ξεφλούδισμα του στρώματος οξειδίου.

Flame Ratardancy: Ο τελικός δείκτης οξυγόνου (LOI) της ενίσχυσης των ινών από γυαλί είναι περίπου 26% -35%, η οποία είναι καλύτερη από τα συνηθισμένα πολυμερή υλικά.

2 、 Απαιτήσεις σχεδιασμού πυροπροστασίας για ενίσχυση από υαλοβάμβακα σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας

Για να εξασφαλιστεί η ασφάλεια της ενίσχυσης υαλοβάμβακα σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας, ο σχεδιασμός πυροπροστασίας θα πρέπει να ακολουθεί τις ακόλουθες βασικές αρχές:

Συμμόρφωση με τους κανονισμούς πρόληψης πυρκαγιάς

Πυροσβεστικός χώρος: Σύμφωνα με τον κώδικα για τον σχεδιασμό πυροπροστασίας των κτιρίων '(GB 50016), τα διαμερίσματα πυρκαγιάς χωρίζονται σε κτίρια εργοστασίων μονής ιστορίας με περιοχή ≤ 3000 τετραγωνικά μέτρα και κτίρια πολλαπλών ιστοριών με περιοχή ≤ 2000 τετραγωνικά μέτρα.

Αξιολόγηση αντίστασης πυρκαγιάς: Η βαθμολογία αντίστασης στη φωτιά του κοινού εργοστασιακού κτιρίου δεν πρέπει να είναι χαμηλότερη από το δεύτερο επίπεδο και τα διαμερίσματα ανθεκτικά σε πυρκαγιά με όριο αντοχής πυρκαγιάς ≥ 2,0 ωρών πρέπει να χρησιμοποιούνται σε βασικές περιοχές (όπως το τμήμα τήξης).

Απαιτήσεις υλικού και κατασκευής

Πυροσβεστική απομόνωση: Οι περιοχές υψηλής θερμοκρασίας (όπως εργαστήρια κλιβάνου) και άλλες περιοχές θα πρέπει να χρησιμοποιούν ανθεκτικά σε πυρκαγιά διαμερίσματα με όριο αντίστασης πυρκαγιάς ≥ 2,0 ωρών και οι πόρτες και τα παράθυρα θα πρέπει να χρησιμοποιούν ανθεκτικές στην κατηγορία Β πόρτες και παράθυρα.

Δομική προστασία: Για την ενίσχυση των ινών από γυαλί που εκτίθεται σε υψηλές θερμοκρασίες, η πλακέτα πυριτικού ασβεστίου (ανθεκτικό στην πυρκαγιά για 4 ώρες) ή η κουβέρτα κεραμικών ινών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περιτύλιγμα και προστασία.

ασφαλής εκκένωση σχεδιασμού

Ρύθμιση εξόδου: Κάθε όροφος θα πρέπει να έχει τουλάχιστον 2 εξόδους ασφαλείας και η απόσταση εκκένωσης πρέπει να είναι ≤ 60m (για μεμονωμένους ορόφους) ή ≤ 40m (για πολλαπλούς ορόφους).

Σημάδια εκκένωσης: Εγκαταστήστε τους δείκτες εκκένωσης φθορισμού για να εξασφαλίσετε την ορατότητα ≥ 10m μετά την διακοπή της ρεύματος.

Διαμόρφωση εγκατάστασης πυροπροστασίας

Σύστημα πυροπροστασίας: Το εργαστήριο υψηλής θερμοκρασίας είναι εξοπλισμένο με σύστημα αυτόματου πυροσβεστικού πυροσβεστήρα ή σύστημα πυροσβεστικής αερίου, με σχεδιασμένη κατανάλωση νερού ≥ 10L/s · ㎡.

Συσκευή συναγερμού: Εγκαταστήστε έναν ανιχνευτή γραμμικής θερμοκρασίας με θερμοκρασία συναγερμού που έχει ρυθμιστεί σε 58 ℃ (θερμοκρασία λειτουργίας 72 ℃).

3 、 Μελέτη περίπτωσης σχετικά με τη βελτιστοποίηση απόδοσης υψηλής θερμοκρασίας και τον σχεδιασμό πυροπροστασίας

Τεχνικές βελτιστοποίησης απόδοσης

Επεξεργασία επιφανείας: Ο ψεκασμός ανθεκτικών σε ανθεκτικά στις θερμοκρασίες (όπως η ρητίνη σιλικόνης) μπορεί να αυξήσει το ποσοστό συγκράτησης αντοχής σε πάνω από 60% στα 300 ℃.

Σύνθετη τροποποίηση: Προσθήκη σωματιδίων καρβιδίου αλουμίνας ή πυριτίου για την αύξηση της θερμοκρασίας μαλάκυνσης σε πάνω από 500 ℃.

Παραδείγματα εφαρμογών μηχανικής

Ωκεανική πλατφόρμα: υιοθετώντας μια συνδυασμένη δομή ενίσχυσης GFRP και UHPC, η αντοχή συγκόλλησης βελτιώνεται μέσω της θεραπείας με αμμοβολή και η υπολειμματική αντοχή είναι ≥ 40% μετά από δοκιμή ψησίματος πυρκαγιάς 1200 ℃.

Υποστήριξη σήραγγας: Τα υλικά αλλαγής φάσης ενσωμάτωσης (PCM) στο στρώμα πυροπροστασίας για την απορρόφηση της θερμοκρασίας και την καθυστέρηση της θερμοκρασίας, μειώνοντας τη θερμοκρασία της επιφάνειας της ενίσχυσης κατά 50% -70%.

4 、 ερευνητικά σύνορα και τυποποιημένες προτάσεις

Μέθοδος αξιολόγησης απόδοσης

Μοντέλο θερμικής μηχανικής σύζευξης: Συνδυάζοντας την εξίσωση αγωγιμότητας θερμότητας και τη συστατική σχέση, προβλέψτε τη συμπεριφορά τάσης-καταπόνησης των ενισχυτικών υλικών σε υψηλές θερμοκρασίες.

Δοκιμή υπολειμματικής αντοχής: Μετά τη θέρμανση της καμπύλης πυρκαγιάς σύμφωνα με το πρότυπο ISO 834, δοκιμάστε την υπολειπόμενη αντοχή εφελκυσμού του ενισχυτικού υλικού.

Τυπική κατεύθυνση βελτίωσης

Πρόσθετοι δείκτες απόδοσης υψηλής θερμοκρασίας: Προσθέστε υπολειπόμενες απαιτήσεις αντοχής 300 ℃ και 60 λεπτά στις 'οπλισμένες ράβδους από γυαλί για πολιτικές μηχανικές ' (JG/T 406).

Ειδική ενότητα Σχεδιασμό πυροπροστασίας: Ανάπτυξη εξειδικευμένων οδηγιών σχεδιασμού πυροπροστασίας για δομές ενισχυμένες με ίνες γυαλιού, διευκρινίζοντας την αντιστοιχία μεταξύ του πάχους του προστατευτικού στρώματος και του ορίου αντοχής στη φωτιά.

Μέσω της τροποποίησης του υλικού, της δομικής βελτιστοποίησης και της τυπικής βελτίωσης, η εφαρμογή της ενίσχυσης των ινών γυαλιού σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά, παρέχοντας ασφαλέστερες λύσεις για πεδία όπως η χημική μηχανική, η μεταφορά και η θαλάσσια μηχανική.