Tampilan: 0 Penulis: Situs Editor Penerbitan Waktu: 2025-06-12 Asal: Lokasi
Perubahan Kinerja Mekanik dan Persyaratan Desain Perlindungan Kebakaran dari Penguatan Serat Kaca Di Bawah Lingkungan Suhu Tinggi
1 、 Perubahan sifat mekanik penguatan serat kaca di bawah lingkungan suhu tinggi
Perubahan kinerja mekanis penguatan serat kaca di bawah lingkungan suhu tinggi menunjukkan karakteristik tahap yang jelas, secara khusus dimanifestasikan sebagai:
Kisaran suhu rendah (100-200 ℃)
Perubahan Kinerja: Kekuatan dan modulus elastis perlahan menurun sekitar 10% -15%.
Mekanisme: Suhu tinggi mengintensifkan gerakan termal molekul serat gelas, yang menyebabkan melemahnya gaya antarmolekul antara serat, tetapi ikatan kimia belum dihancurkan.
Dukungan Data: Eksperimen telah menunjukkan bahwa tingkat retensi kekuatan tarik penguatan serat kaca adalah sekitar 85% -90% pada 200 ℃.
Kisaran suhu sedang (200-300 ℃)
Perubahan Kinerja: Kinerja berkurang secara signifikan, dengan pengurangan 30% -50% dalam kekuatan tarik dan penurunan yang lebih signifikan dalam modulus elastis.
Mekanisme: Ikatan kimia (seperti ikatan Si-O) mulai rusak, struktur molekul serat terdepolimerisasi, dan kekuatan ikatan antarmuka melemah.
Dukungan Data: Pada 300 ℃, kekuatan tarik dapat menurun hingga di bawah 50% dari nilai suhu normal, sedangkan perpanjangan meningkat tetapi kapasitas bantalan berkurang.
Kisaran suhu tinggi (> 300 ℃)
Perubahan Kinerja: Pelunakan, meleleh, dan bahkan pembakaran, benar -benar kehilangan sifat mekanik.
Mekanisme: Matriks resin mengalami dekomposisi termal, struktur serat hancur, dan bahan mengalami karbonisasi atau reaksi pembakaran.
Dukungan Data: Ketika suhu melebihi 400 ℃, penguatan serat kaca dapat kehilangan integritasnya karena dekomposisi resin.
Keuntungan komparatif dengan batang baja
Resistensi suhu tinggi: Penguatan serat kaca tidak terbakar dengan nyala terbuka di bawah 300 ℃, sementara tulangan baja mungkin mengalami penurunan kekuatan mendadak di atas 600 ℃ karena pengelupasan lapisan oksida.
Retardancy api: Indeks oksigen utama (LOI) dari penguatan serat kaca adalah sekitar 26% -35%, yang lebih baik daripada bahan polimer biasa.
2 、 Persyaratan Desain Perlindungan Kebakaran untuk Penguatan Fiberglass di Lingkungan Suhu Tinggi
Untuk memastikan keamanan penguatan fiberglass di lingkungan suhu tinggi, desain perlindungan kebakaran harus mengikuti prinsip -prinsip inti berikut:
Kepatuhan dengan membangun peraturan pencegahan kebakaran
Kompartemen Kebakaran: Menurut 'Kode untuk Desain Perlindungan Kebakaran Bangunan ' (GB 50016), kompartemen api dibagi menjadi bangunan pabrik satu cerita dengan area ≤ 3000 meter persegi dan bangunan multi -cerita dengan area ≤ 2000 meter persegi.
Peringkat Resistensi Kebakaran: Peringkat resistensi kebakaran dari bangunan pabrik bersama tidak boleh lebih rendah dari level dua, dan partisi yang tahan api dengan batas resistensi kebakaran ≥ 2,0 jam harus digunakan di area utama (seperti bagian pencairan).
Persyaratan material dan konstruksi
Isolasi Kebakaran: Area suhu tinggi (seperti lokakarya kiln) dan area lain harus menggunakan partisi tahan api dengan batas resistensi kebakaran ≥ 2,0 jam, dan pintu dan jendela harus menggunakan pintu dan jendela tahan api kelas B.
Perlindungan Struktural: Untuk penguatan serat kaca yang terpapar suhu tinggi, papan silikat kalsium (tahan api selama 4 jam) atau selimut serat keramik dapat digunakan untuk pembungkus dan perlindungan.
Desain evakuasi yang aman
Pengaturan Keluar: Setiap lantai harus memiliki setidaknya 2 pintu keluar keselamatan, dan jarak evakuasi harus ≤ 60m (untuk lantai tunggal) atau ≤ 40m (untuk beberapa lantai).
Tanda Evakuasi: Pasang indikator evakuasi neon untuk memastikan visibilitas ≥ 10m setelah pemadaman listrik.
Konfigurasi Fasilitas Perlindungan Kebakaran
Sistem Pemadam Kebakaran: Lokakarya suhu tinggi dilengkapi dengan sistem pemadam api sprinkler otomatis atau sistem pemadam kebakaran gas, dengan konsumsi air yang dirancang ≥ 10L/s · ㎡.
Perangkat Alarm: Pasang detektor suhu linier dengan suhu alarm yang ditetapkan pada 58 ℃ (suhu operasi 72 ℃).
3 、 Studi Kasus tentang Optimalisasi Kinerja Suhu Tinggi dan Desain Perlindungan Kebakaran
Teknik optimasi kinerja
Perawatan Permukaan: Menyemprotkan pelapis resisten suhu tinggi (seperti resin silikon) dapat meningkatkan tingkat retensi kekuatan menjadi lebih dari 60% pada 300 ℃.
Modifikasi Komposit: Menambahkan partikel alumina atau silikon karbida untuk meningkatkan suhu pelunakan di atas 500 ℃.
Contoh aplikasi teknik
Platform Ocean: Mengadopsi struktur kombinasi penguatan GFRP yang dibungkus dan UHPC, kekuatan ikatan ditingkatkan melalui perlakuan sandblasting, dan kekuatan residual adalah ≥ 40% setelah 1200 ℃ uji pembakaran api.
Dukungan terowongan: Bahan perubahan fase embedding (PCM) di lapisan pelindung api untuk menyerap panas dan menunda konduksi suhu, mengurangi suhu permukaan tulangan sebesar 50% -70%.
4 、 Perbatasan Penelitian dan Saran Standar
Metode evaluasi kinerja
Model kopling mekanis termal: Menggabungkan persamaan konduksi panas dan hubungan konstitutif, memprediksi perilaku tegangan-regangan bahan penguat pada suhu tinggi.
Tes kekuatan residual: Setelah memanaskan kurva api menurut standar ISO 834, uji kekuatan tarik residual dari bahan penguat.
Arah peningkatan standar
Indikator kinerja tambahan suhu tinggi: Tambahkan persyaratan kekuatan residual 300 ℃ dan 60 menit ke 'batang bertulang serat kaca untuk teknik sipil ' (JG/T 406).
Bagian Khusus tentang Desain Perlindungan Kebakaran: Mengembangkan pedoman desain perlindungan kebakaran khusus untuk struktur yang diperkuat serat kaca, mengklarifikasi korespondensi antara ketebalan lapisan pelindung dan batas resistensi kebakaran.
Melalui modifikasi material, optimasi struktural, dan peningkatan standar, penerapan penguatan serat kaca di lingkungan suhu tinggi dapat secara signifikan ditingkatkan, memberikan solusi yang lebih aman untuk bidang seperti rekayasa kimia, transportasi, dan rekayasa laut.
