Katselukerrat: 0 Tekijä: Site Editor Julkaisuaika: 2025-06-12 Alkuperä: Sivusto
Lasikuituvahvistuksen mekaaniset suorituskyvyn muutokset ja palosuojauksen suunnitteluvaatimukset korkeissa lämpötiloissa
1、 Muutokset lasikuituvahvistuksen mekaanisissa ominaisuuksissa korkeissa lämpötiloissa
Lasikuituraudoituksen mekaaniset suorituskyvyn muutokset korkeassa lämpötilassa osoittavat ilmeisiä vaiheominaisuuksia, jotka ilmenevät erityisesti:
Matala lämpötila-alue (100-200 ℃)
Suorituskyvyn muutokset: Lujuus ja kimmokerroin pienenevät hitaasti noin 10% -15%.
Mekanismi: Korkea lämpötila tehostaa lasikuitumolekyylien lämpöliikettä, mikä johtaa kuitujen välisten molekyylien välisten voimien heikkenemiseen, mutta kemialliset sidokset eivät ole vielä tuhoutuneet.
Tietojen tuki: Kokeet ovat osoittaneet, että lasikuitulujitteen vetolujuuden säilymisaste on noin 85-90 % 200 ℃:ssa.
Keskilämpötila-alue (200-300 ℃)
Suorituskyvyn muutokset: Suorituskyky heikkenee merkittävästi, jolloin vetolujuus pienenee 30–50 % ja kimmomoduuli pienenee huomattavasti.
Mekanismi: Kemialliset sidokset (kuten Si-O-sidokset) alkavat katketa, kuidun molekyylirakenne depolymeroituu ja rajapintojen sidoslujuus heikkenee.
Tietojen tuki: 300 ℃:ssa vetolujuus voi laskea alle 50 prosenttiin normaalilämpötila-arvosta, kun taas venymä kasvaa, mutta kantokyky heikkenee.
Korkea lämpötila-alue (>300 ℃)
Suorituskyvyn muutokset: pehmeneminen, sulaminen ja jopa palaminen, jolloin mekaaniset ominaisuudet menetetään kokonaan.
Mekanismi: Hartsimatriisissa tapahtuu lämpöhajoaminen, kuiturakenne hajoaa ja materiaali käy läpi hiiltymis- tai palamisreaktioita.
Tietojen tuki: Kun lämpötila ylittää 400 ℃, lasikuituvahvike voi menettää eheytensä hartsin hajoamisen vuoksi.
Suhteelliset edut terästankojen kanssa
Korkean lämpötilan kestävyys: Lasikuituraudoitus ei pala avoimella liekillä alle 300 ℃, kun taas teräsvahvikkeessa voi esiintyä äkillinen lujuuspudotus yli 600 ℃ oksidikerroksen kuoriutumisen vuoksi.
Palonsuojaus: Lasikuituvahvikkeen lopullinen happiindeksi (LOI) on noin 26-35 %, mikä on parempi kuin tavalliset polymeerimateriaalit.
2、 Lasikuituvahvistuksen palosuojaussuunnitteluvaatimukset korkeissa lämpötiloissa
Lasikuituvahvistuksen turvallisuuden varmistamiseksi korkeissa lämpötiloissa palonsuojasuunnittelun tulee noudattaa seuraavia perusperiaatteita:
Rakennusten palontorjuntamääräysten noudattaminen
Paloosasto: Rakennusten palosuojaussuunnitelman (GB 50016) mukaan paloosastot on jaettu yksikerroksisiin tehdasrakennuksiin, joiden pinta-ala on ≤ 3000 neliömetriä, ja monikerroksisiin rakennuksiin, joiden pinta-ala on ≤ 2000 neliömetriä.
Palonkestoluokitus: Yhteisen tehdasrakennuksen palonkestävyys ei saa olla pienempi kuin taso kaksi, ja avainalueilla (kuten sulatusosastolla) tulee käyttää palonkestäviä väliseiniä, joiden palonkestävyysraja on ≥ 2,0 tuntia.
Materiaali- ja rakennevaatimukset
Paloeristys: Korkean lämpötilan alueilla (kuten uunipajat) ja muilla alueilla tulee käyttää palonkestäviä väliseiniä, joiden palonkestävyysraja on ≥ 2,0 tuntia, ja ovissa ja ikkunoissa tulee käyttää luokan B palonkestäviä ovia ja ikkunoita.
Rakenteen suojaus: Korkeille lämpötiloille altistuvassa lasikuituvahvikkeessa käärimiseen ja suojaamiseen voidaan käyttää kalsiumsilikaattilevyä (palonkestävä 4 tuntia) tai keraamista kuitupeitettä.
turvallinen evakuointisuunnittelu
Poistumisasetus: Jokaisessa kerroksessa tulee olla vähintään 2 turvauloskäyntiä, ja evakuointietäisyyden tulee olla ≤ 60m (yksikerroksisille) tai ≤ 40m (usealle kerrokselle).
Evakuointimerkit: Asenna fluoresoivat evakuointiilmaisimet varmistaaksesi näkyvyyden ≥ 10 metrin etäisyydelle sähkökatkon jälkeen.
Palontorjuntalaitoksen kokoonpano
Palonsammutusjärjestelmä: Korkean lämpötilan työpaja on varustettu automaattisella sprinkleripalonsammutusjärjestelmällä tai kaasusammutusjärjestelmällä, jonka suunniteltu vedenkulutus on ≥ 10L/s · ㎡.
Hälytinlaite: Asenna lineaarinen lämpötila-anturi, jonka hälytyslämpötila on asetettu arvoon 58 ℃ (käyttölämpötila 72 ℃).
3、 Tapaustutkimus korkean lämpötilan suorituskyvyn optimoinnista ja palosuojaussuunnittelusta
Suorituskyvyn optimointitekniikat
Pintakäsittely: Korkean lämpötilan kestävien pinnoitteiden (kuten silikonihartsin) ruiskuttaminen voi nostaa lujuuden säilymisasteen yli 60 prosenttiin 300 ℃:ssa.
Komposiittimuunnos: Alumiinioksidi- tai piikarbidihiukkasten lisääminen pehmenemislämpötilan nostamiseksi yli 500 ℃:seen.
Esimerkkejä tekni
Ocean-alusta: Käärityn GFRP-vahvikkeen ja UHPC:n yhdistelmärakenteen ansiosta sidoslujuus paranee hiekkapuhalluskäsittelyn avulla ja jäännöslujuus on ≥ 40% 1200 ℃:n palotestin jälkeen.
Tunnelin tuki: faasimuutosmateriaalien (PCM) upottaminen palosuojakerrokseen lämmön absorboimiseksi ja lämpötilan johtamisen viivyttämiseksi, mikä alentaa raudoituksen pintalämpötilaa 50-70 %.
4、 Tutkimusrajat ja standardiehdotukset
Suorituksen arviointimenetelmä
Lämpömekaaninen kytkentämalli: Lämmönjohtavuusyhtälön ja konstitutiivisen suhteen yhdistäminen ennustaa lujitemateriaalien jännitys-venymäkäyttäytymistä korkeissa lämpötiloissa.
Jäännöslujuustesti: Kun palokäyrä on kuumennettu ISO 834 -standardin mukaisesti, testaa raudoitusmateriaalin jäännösvetolujuus.
Normaali parannussuunta
Muita korkean lämpötilan suorituskykyindikaattoreita: Lisää 300 ℃:n ja 60 minuutin jäännöslujuusvaatimukset 'lasikuituvahvisteisille rakennusalan tankoille' (JG/T 406).
Palonsuojasuunnittelun erityinen jakso: Laaditaan lasikuituvahvisteisille rakenteille erityiset palosuojauksen suunnitteluohjeet, joissa selvitetään suojakerroksen paksuuden ja palonkestävyysrajan välinen vastaavuus.
Materiaalimuokkauksilla, rakenteiden optimoinnilla ja standardin parantamisella lasikuitulujitteen soveltuvuutta korkeissa lämpötiloissa voidaan parantaa merkittävästi ja tarjota turvallisempia ratkaisuja esimerkiksi kemiantekniikan, kuljetuksen ja meritekniikan aloille.
