Paano Nagbabago ang Mechanical Properties ng Glass Fiber Reinforcement sa ilalim ng High Temperature Conditions? Ano Ang Mga Espesyal na Kinakailangan para sa Disenyo ng Proteksyon sa Sunog?

Mga pagbabago sa pagganap ng mekanikal at mga kinakailangan sa disenyo ng proteksyon sa sunog ng pampalakas ng hibla ng salamin sa ilalim ng mataas na temperatura na kapaligiran

1、 Mga pagbabago sa mekanikal na katangian ng glass fiber reinforcement sa ilalim ng mataas na temperatura na kapaligiran

Ang mekanikal na mga pagbabago sa pagganap ng glass fiber reinforcement sa ilalim ng mataas na temperatura na kapaligiran ay nagpapakita ng mga malinaw na katangian ng yugto, partikular na ipinakita bilang:

Mababang hanay ng temperatura (100-200 ℃)

Mga pagbabago sa pagganap: Ang lakas at elastic modulus ay dahan-dahang bumababa ng humigit-kumulang 10% -15%.

Mekanismo: Ang mataas na temperatura ay nagpapatindi sa thermal motion ng mga molekula ng hibla ng salamin, na humahantong sa pagpapahina ng mga puwersa ng intermolecular sa pagitan ng mga hibla, ngunit ang mga bono ng kemikal ay hindi pa nawawasak.

Suporta sa data: Ipinakita ng mga eksperimento na ang retention rate ng tensile strength ng glass fiber reinforcement ay humigit-kumulang 85% -90% sa 200 ℃.

Katamtamang hanay ng temperatura (200-300 ℃)

Mga pagbabago sa pagganap: Ang pagganap ay makabuluhang bumababa, na may pagbawas ng 30% -50% sa tensile strength at isang mas makabuluhang pagbaba sa elastic modulus.

Mekanismo: Ang mga kemikal na bono (tulad ng mga bono ng Si-O) ay nagsisimulang masira, ang istraktura ng molekular ng hibla ay nagde-depolymerize, at ang lakas ng pagsasama ng interface ay humina.

Suporta sa data: Sa 300 ℃, ang lakas ng tensile ay maaaring bumaba hanggang sa ibaba ng 50% ng normal na halaga ng temperatura, habang tumataas ang pagpahaba ngunit bumababa ang kapasidad ng tindig.

Mataas na hanay ng temperatura (>300 ℃)

Mga pagbabago sa pagganap: paglambot, pagkatunaw, at kahit na pagkasunog, ganap na nawawala ang mga mekanikal na katangian.

Mekanismo: Ang resin matrix ay sumasailalim sa thermal decomposition, ang hibla na istraktura ay nawasak, at ang materyal ay sumasailalim sa carbonization o combustion reactions.

Suporta sa data: Kapag ang temperatura ay lumampas sa 400 ℃, ang glass fiber reinforcement ay maaaring mawala ang integridad nito dahil sa resin decomposition.

Comparative advantage sa mga steel bar

Mataas na pagtutol sa temperatura: Ang glass fiber reinforcement ay hindi nasusunog na may bukas na apoy na mas mababa sa 300 ℃, habang ang steel reinforcement ay maaaring makaranas ng biglaang pagbaba ng lakas sa itaas 600 ℃ dahil sa pagbabalat ng layer ng oxide.

Flame retardancy: Ang ultimate oxygen index (LOI) ng glass fiber reinforcement ay humigit-kumulang 26% -35%, na mas mahusay kaysa sa mga ordinaryong polymer na materyales.

2、 Mga Kinakailangan sa Disenyo ng Proteksyon sa Sunog para sa Fiberglass Reinforcement sa Mataas na Temperatura na Kapaligiran

Upang matiyak ang kaligtasan ng fiberglass reinforcement sa mga kapaligirang may mataas na temperatura, dapat sundin ng disenyo ng proteksyon sa sunog ang mga sumusunod na pangunahing prinsipyo:

Pagsunod sa mga regulasyon sa pag-iwas sa sunog ng gusali

Fire compartment: Ayon sa 'Code for Fire Protection Design of Buildings' (GB 50016), nahahati ang mga fire compartment sa iisang palapag na factory building na may lawak na ≤ 3000 square meters at multi-storey na gusali na may lawak na ≤ 2000 square meters.

Rating ng paglaban sa sunog: Ang rating ng paglaban sa sunog ng pinagsamang gusali ng pabrika ay hindi dapat mas mababa sa antas ng dalawa, at ang mga partisyon na lumalaban sa sunog na may limitasyon sa paglaban sa sunog na ≥ 2.0 na oras ay dapat gamitin sa mga pangunahing lugar (tulad ng seksyon ng pagtunaw).

Mga Kinakailangan sa Materyal at Konstruksyon

Pag-iisa sa apoy: Ang mga lugar na may mataas na temperatura (tulad ng mga kiln workshop) at iba pang mga lugar ay dapat gumamit ng mga partisyon na lumalaban sa sunog na may limitasyon sa paglaban sa sunog na ≥ 2.0 na oras, at ang mga pinto at bintana ay dapat gumamit ng Class B na mga pinto at bintanang lumalaban sa sunog.

Proteksyon sa istruktura: Para sa glass fiber reinforcement na nakalantad sa mataas na temperatura, maaaring gamitin ang calcium silicate board (lumalaban sa sunog sa loob ng 4 na oras) o ceramic fiber blanket para sa pagbabalot at proteksyon.

ligtas na disenyo ng paglikas

Setting ng paglabas: Ang bawat palapag ay dapat may hindi bababa sa 2 pangkaligtasang labasan, at ang distansya ng paglisan ay dapat na ≤ 60m (para sa iisang palapag) o ≤ 40m (para sa maraming palapag).

Mga palatandaan ng paglikas: Mag-install ng mga fluorescent evacuation indicator upang matiyak ang visibility ng ≥ 10m pagkatapos mawalan ng kuryente.

Configuration ng pasilidad ng proteksyon sa sunog

Fire extinguishing system: Ang high-temperature workshop ay nilagyan ng automatic sprinkler fire extinguishing system o gas fire extinguishing system, na may dinisenyong pagkonsumo ng tubig na ≥ 10L/s · ㎡.

Alarm device: Mag-install ng linear temperature detector na may alarm temperature na nakatakda sa 58 ℃ (operating temperature na 72 ℃).

3、 Pag-aaral ng Kaso sa Pag-optimize ng Pagganap ng Mataas na Temperatura at Disenyo ng Proteksyon sa Sunog

Mga diskarte sa pag-optimize ng pagganap

Paggamot sa ibabaw: Ang pag-spray ng mga coating na lumalaban sa mataas na temperatura (tulad ng silicone resin) ay maaaring tumaas ang rate ng pagpapanatili ng lakas sa higit sa 60% sa 300 ℃.

Composite modification: Pagdaragdag ng mga particle ng alumina o silicon carbide upang mapataas ang temperatura ng paglambot sa itaas ng 500 ℃.

Mga halimbawa ng aplikasyon sa engineering

Ocean platform: Pag-ampon ng pinagsamang istraktura ng nakabalot na GFRP reinforcement at UHPC, ang lakas ng bonding ay napabuti sa pamamagitan ng sandblasting treatment, at ang natitirang lakas ay ≥ 40% pagkatapos ng 1200 ℃ fire baking test.

Suporta sa tunel: Pag-embed ng mga materyales sa pagbabago ng phase (PCM) sa layer ng proteksyon ng sunog upang sumipsip ng init at maantala ang pagpapadaloy ng temperatura, na binabawasan ang temperatura sa ibabaw ng reinforcement ng 50% -70%.

4、 Mga Hangganan ng Pananaliksik at Mga Karaniwang Suhestiyon

Paraan ng pagsusuri sa pagganap

Thermal mechanical coupling model: Pinagsasama-sama ang heat conduction equation at constitutive relationship, hulaan ang stress-strain na pag-uugali ng mga reinforcement na materyales sa mataas na temperatura.

Pagsubok sa natitirang lakas: Pagkatapos magpainit ng kurba ng apoy ayon sa pamantayan ng ISO 834, subukan ang natitirang lakas ng tensile ng materyal na pampalakas.

Pamantayang direksyon ng pagpapabuti

Mga karagdagang indicator ng performance na may mataas na temperatura: Magdagdag ng natitirang mga kinakailangan sa lakas na 300 ℃ at 60 minuto sa 'Glass Fiber Reinforced Bars for Civil Engineering' (JG/T 406).

Espesyal na seksyon sa disenyo ng proteksyon sa sunog: Bumuo ng mga espesyal na alituntunin sa disenyo ng proteksyon sa sunog para sa mga istrukturang pinatibay ng fiber fiber, na nililinaw ang pagkakatugma sa pagitan ng kapal ng proteksiyon na layer at ang limitasyon ng paglaban sa sunog.

Sa pamamagitan ng material modification, structural optimization, at standard improvement, ang applicability ng glass fiber reinforcement sa mga high-temperature na kapaligiran ay maaaring makabuluhang mapabuti, na nagbibigay ng mas ligtas na solusyon para sa mga field gaya ng chemical engineering, transportasyon, at marine engineering.