Hogyan változnak az üvegszál -megerősítés mechanikai tulajdonságai magas hőmérsékleti körülmények között? Milyen különleges követelmények vannak a tűzvédelem tervezésére?

Mechanikai teljesítményváltozások és tűzvédelmi tervezési követelmények az üvegszál -megerősítés magas hőmérsékletű környezetben

1 、 Az üvegszál -megerősítés mechanikai tulajdonságainak változásai magas hőmérsékletű környezetben

Az üvegszál megerősítésének mechanikai teljesítményváltozása magas hőmérsékletű környezetben nyilvánvaló színpadi jellemzőket mutat, kifejezetten a következőként jelentkezve:

Alacsony hőmérsékleti tartomány (100-200 ℃)

A teljesítményváltozások: Az erősség és az elasztikus modulus lassan kb. 10–15% -kal csökken.

Mechanizmus: A magas hőmérséklet fokozza az üvegszál -molekulák termikus mozgását, ami az intermolekuláris erők gyengüléséhez vezet a szálak között, de a kémiai kötéseket még nem pusztították el.

Adatok támogatása: A kísérletek kimutatták, hogy az üvegszál megerősítésének húzószilárdságának retenciós sebessége körülbelül 85–90% 200 ℃.

Közepes hőmérsékleti tartomány (200-300 ℃)

Teljesítményváltozások: A teljesítmény szignifikánsan csökken, a szakítószilárdság 30–50% -os csökkenésével és az elasztikus modulus szignifikáns csökkenésével.

Mechanizmus: A kémiai kötések (például az SI-O kötések) megszakadni kezdenek, a szálmolekuláris szerkezet depolimerizálódik, és a felületek közötti kötési szilárdság gyengül.

Adat -támogatás: 300 ℃ -nél a szakítószilárdság a normál hőmérsékleti érték 50% -ára csökkenhet, míg a meghosszabbítás növekszik, de a csapágykapacitás csökken.

Magas hőmérsékleti tartomány (> 300 ℃)

Teljesítményváltozások: lágyulás, olvadás és akár égés, teljesen elveszítve a mechanikai tulajdonságokat.

Mechanizmus: A gyanta mátrix hőbomláson megy keresztül, a rostszerkezet szétesik, és az anyag karbonizációs vagy égési reakciókon megy keresztül.

Adat -támogatás: Ha a hőmérséklet meghaladja a 400 ℃ -t, az üvegszál -megerősítés elveszítheti integritását a gyanta bomlás miatt.

Összehasonlító előnyök acélrudakkal

Magas hőmérséklet -ellenállás: Az üvegszál -megerősítés nem ég a 300 ℃ alatti nyílt lánggal, míg az acél megerősítése az oxidréteg hámlása miatt a 600 ℃ feletti hirtelen szilárdság csökkenhet.

Láng késleltetés: Az üvegszál megerősítésének végső oxigénindexe (LOI) körülbelül 26% -35%, ami jobb, mint a szokásos polimer anyagok.

2 、 Tűzvédelmi tervezési követelmények az üvegszál megerősítésére magas hőmérsékletű környezetben

Az üvegszálas megerősítés biztonságának biztosítása érdekében a magas hőmérsékletű környezetben a tűzvédelem tervezésének a következő alapelveket kell követnie:

A tűzmegelőzési előírások építésének betartása

Tűztartó: Az épületek tűzvédelmi tervezésének „kódja” (GB 50016) szerint a tűzrekeszeket ≤ 3000 négyzetméter és több történetű épületek egyszemélyes gyári épületeire osztják, ≤ 2000 négyzetméteres terület mellett.

Tűzállóság besorolása: A közös gyárépület tűzállóságának besorolása nem lehet alacsonyabb, mint a második szint, és a tűzálló partíciókat ≥ 2,0 órás tűzállósági határértékkel kell használni a kulcsfontosságú területeken (például az olvadási szakaszban).

Anyagi és építési követelmények

Tűzszigetelés: A magas hőmérsékletű területeknek (például a kemencék műhelyei) és más területeknek tűzálló partíciókat kell használniuk, amelyek tűzállósági határértéke ≥ 2,0 óra, az ajtóknak és az ablakoknak a B osztályú tűzálló ajtókat és ablakokat kell használniuk.

Szerkezeti védelem: A magas hőmérsékletnek kitett üvegszál-megerősítés esetén a kalcium-szilikát deszkát (tűzálló 4 órán át) vagy kerámia rost takaró felhasználható a csomagoláshoz és a védelemhez.

biztonságos evakuálási terv

Kilépés beállítás: Minden emeletnek legalább 2 biztonsági kijáratnak kell lennie, és az evakuálási távolságnak ≤ 60 m (egypadon) vagy ≤ 40 m (több padló esetén).

Evakuálási táblák: Helyezze be a fluoreszcens evakuálási mutatókat, hogy biztosítsa az áramkimaradás után ≥ 10 méteres láthatóságot.

Tűzvédelmi létesítmény konfigurációja

Tűzoltó rendszer: A magas hőmérsékletű műhely automatikus sprinkler-tűzoltó rendszerrel vagy gáztűz-oltó rendszerrel van felszerelve, ≥ 10L/s · ㎡ tervezett vízfogyasztással.

Riasztási eszköz: Szereljen be egy lineáris hőmérséklet -érzékelőt, amelynek riasztási hőmérséklete 58 ℃ -re van beállítva (üzemi hőmérséklet 72 ℃).

3 、 Esettanulmány a magas hőmérséklet -optimalizálásról és a tűzvédelem tervezéséről

Teljesítmény -optimalizálási technikák

Felszíni kezelés: A magas hőmérsékletű rezisztens bevonatok (például a szilikon gyanták) permetezése növeli az szilárdsági visszatartási sebességet 60% -ra 300 ℃-nél.

Kompozit módosítás: Az alumínium -oxid vagy a szilícium -karbid részecskék hozzáadása a lágyulási hőmérséklet 500 ℃ feletti növelése érdekében.

Műszaki alkalmazási példák

Ocean Platform: A becsomagolt GFRP megerősítés és az UHPC kombinált szerkezetének elfogadása a kötési szilárdság javul a homokfúvás kezeléssel, és a maradék szilárdság ≥ 40% 1200 ℃ tűz sütési teszt után.

Alagút -támogatás: A fázisváltási anyagok beágyazása a tűzvédelmi rétegbe a hő és a késleltetési hőmérséklet vezetésének elnyelésére, a megerősítés felületi hőmérsékletének 50% -70% -kal csökkentve.

4 、 Kutatási határok és szokásos javaslatok

Teljesítményértékelési módszer

Termikus mechanikus kapcsolási modell: A hővezetési egyenlet és az konstitutív kapcsolat kombinálása előrejelzi a megerősítő anyagok stressz-feszültség viselkedését magas hőmérsékleten.

A maradék szilárdsági teszt: A tűzgörbe melegítése után az ISO 834 szabvány szerint vizsgálja meg a megerősítő anyag maradék szakítószilárdságát.

Szabványos javítási irány

További magas hőmérsékletű teljesítménymutatók: Adjon hozzá 300 ℃ és 60 perc maradék szilárdsági követelményeket az „üvegszál megerősített rudakhoz az építőmérnöki számára” (JG/T 406).

Különleges szakasz a tűzvédelem tervezéséről: Készítsen speciális tűzvédelmi tervezési útmutatásokat az üvegszál megerősített szerkezetekhez, tisztázva a védőréteg vastagsága és a tűzállóság határát.

Az anyagmódosítás, a szerkezeti optimalizálás és a szokásos javulás révén az üvegszál-megerősítés alkalmazhatósága a magas hőmérsékletű környezetben jelentősen javítható, biztonságosabb megoldásokat kínálva olyan területeken, mint a vegyipar, a szállítás és a tengeri tervezés.