Vues: 0 Auteur: Éditeur de site Temps de publication: 2025-06-12 Origine: Site
Changements de performances mécaniques et exigences de conception de protection contre les incendies du renforcement des fibres de verre dans un environnement à haute température
1 、 Changements dans les propriétés mécaniques de l'armature des fibres de verre dans un environnement à haute température
Les changements de performances mécaniques de l'armature des fibres de verre dans un environnement à haute température montrent des caractéristiques de scène évidentes, spécifiquement se manifestant:
Plage à basse température (100-200 ℃)
Changements de performance: la résistance et le module élastique diminuent lentement d'environ 10% à 15%.
Mécanisme: une température élevée intensifie le mouvement thermique des molécules de fibres de verre, conduisant à un affaiblissement des forces intermoléculaires entre les fibres, mais les liaisons chimiques n'ont pas encore été détruites.
Support des données: Des expériences ont montré que le taux de rétention de la résistance à la traction de l'armature des fibres de verre est d'environ 85% à 90% à 200 ℃.
Plage de températures moyennes (200-300 ℃)
Changements de performance: les performances diminuent considérablement, avec une réduction de 30% à 50% de la résistance à la traction et une diminution plus significative du module élastique.
Mécanisme: les liaisons chimiques (telles que les liaisons SI-O) commencent à se casser, la structure moléculaire des fibres se dépolymérise et la résistance à la liaison interfaciale s'affaiblit.
Prise en charge des données: à 300 ℃, la résistance à la traction peut diminuer à moins de 50% de la valeur de température normale, tandis que l'allongement augmente mais la capacité de roulement diminue.
Plage à haute température (> 300 ℃)
Changements de performances: adoucissement, fusion et même combustion, perdant complètement les propriétés mécaniques.
Mécanisme: La matrice de résine subit une décomposition thermique, la structure des fibres se désintégre et le matériau subit des réactions de carbonisation ou de combustion.
Support des données: lorsque la température dépasse 400 ℃, le renforcement des fibres de verre peut perdre son intégrité en raison de la décomposition en résine.
Avantages comparatifs avec des barres d'acier
Résistance à haute température: le renforcement des fibres de verre ne brûle pas avec une flamme ouverte inférieure à 300 ℃, tandis que le renforcement de l'acier peut subir une baisse soudaine de résistance supérieure à 600 ℃ en raison du pelage de la couche d'oxyde.
TRADANCE DE FLAME: L'indice ultime de l'oxygène (LOI) du renforcement des fibres de verre est d'environ 26% à 35%, ce qui est meilleur que les matériaux en polymère ordinaire.
2 、 Exigences de conception de protection contre les incendies pour le renforcement de la fibre de verre dans des environnements à haute température
Pour garantir la sécurité de l'armature en fibre de verre dans des environnements à haute température, la conception de la protection contre les incendies doit suivre les principes de base suivants:
Conformité au réglementation de la prévention des incendies
Compartiment d'incendie: Selon le 'Code pour la conception de la protection contre les incendies des bâtiments ' (GB 50016), les compartiments d'incendie sont divisés en bâtiments d'usine à un étage avec une zone de ≤ 3000 mètres carrés et des bâtiments à plusieurs étages avec une superficie de ≤ 2000 mètres carrés.
Évaluation de la résistance au feu: La cote de résistance au feu du bâtiment conjoint ne doit pas être inférieure au niveau deux, et les partitions résistantes au feu avec une limite de résistance au feu de ≥ 2,0 heures doivent être utilisées dans des zones clés (comme la section de fusion).
Exigences de matériaux et de construction
Isolement des incendies: les zones à haute température (telles que les ateliers de four) et d'autres zones doivent utiliser des cloisons résistantes au feu avec une limite de résistance au feu de ≥ 2,0 heures, et les portes et les fenêtres doivent utiliser les portes et les fenêtres résistantes au feu de classe B.
Protection structurelle: Pour le renforcement des fibres de verre exposée à des températures élevées, la carte de silicate de calcium (résistant au feu pendant 4 heures) ou une couverture de fibre de céramique peut être utilisée pour l'enveloppe et la protection.
Design d'évacuation sûre
Cadre de sortie: Chaque étage doit avoir au moins 2 sorties de sécurité et la distance d'évacuation doit être ≤ 60 m (pour les étages uniques) ou ≤ 40 m (pour plusieurs étages).
Signes d'évacuation: Installez les indicateurs d'évacuation fluorescents pour assurer la visibilité de ≥ 10 m après une panne de courant.
Configuration de l'installation de protection contre les incendies
Système d'extinction des incendies: L'atelier à haute température est équipé d'un système d'extinction de tir de gicleur automatique ou d'un système d'extinction de tir à gaz, avec une consommation d'eau conçue ≥ 10L / s · ㎡.
Dispositif d'alarme: Installez un détecteur de température linéaire avec une température d'alarme réglé à 58 ℃ (température de fonctionnement de 72 ℃).
3 、 Étude de cas sur l'optimisation des performances à haute température et la conception de la protection contre les incendies
Techniques d'optimisation des performances
Traitement de surface: La pulvérisation des revêtements résistants à haute température (comme la résine de silicone) peut augmenter le taux de rétention de résistance à plus de 60% à 300 ℃.
Modification composite: ajout de particules d'alumine ou de carbure de silicium pour augmenter la température de ramollissement à plus de 500 ℃.
Exemples d'application d'ingénierie
Plateforme océanique: Adoptant une structure combinée de renforcement GFRP enveloppé et UHPC, la résistance à la liaison est améliorée par un traitement de sable et la résistance résiduelle est ≥ 40% après 1200 ℃ test de cuisson au feu.
Support du tunnel: Les matériaux de changement de phase d'intégration (PCM) dans la couche de protection contre le feu pour absorber la chaleur et le retard de la conduction de la température, réduisant la température de surface de l'armature de 50% à 70%.
4 、 Frontières de recherche et suggestions standard
Méthode d'évaluation des performances
Modèle de couplage mécanique thermique: combinant l'équation de conduction thermique et la relation constitutive, prédire le comportement contrainte-déformation des matériaux de renforcement à des températures élevées.
Test de résistance résiduelle: Après le chauffage de la courbe du feu selon la norme ISO 834, testez la résistance à la traction résiduelle du matériau de renforcement.
Direction d'amélioration standard
Indicateurs de performances supplémentaires à haute température: Ajoutez des exigences résiduelles de résistance de 300 ℃ et 60 minutes aux barres renforcées en fibre de verre 'pour le génie civil ' (JG / T 406).
Section spéciale sur la conception de la protection contre les incendies: Développer des directives spécialisées de conception de protection contre les incendies pour les structures renforcées des fibres de verre, clarifiant la correspondance entre l'épaisseur de la couche protectrice et la limite de résistance au feu.
Grâce à la modification des matériaux, à l'optimisation structurelle et à l'amélioration standard, l'applicabilité du renforcement des fibres de verre dans des environnements à haute température peut être considérablement améliorée, fournissant des solutions plus sûres pour des champs tels que le génie chimique, le transport et l'ingénierie marine.
