Bagaimanakah Sifat Mekanikal Tetulang Gentian Kaca Berubah di bawah Keadaan Suhu Tinggi? Apakah Keperluan Khas untuk Reka Bentuk Perlindungan Kebakaran?

Perubahan prestasi mekanikal dan keperluan reka bentuk perlindungan kebakaran bagi tetulang gentian kaca di bawah persekitaran suhu tinggi

1、 Perubahan dalam sifat mekanikal tetulang gentian kaca di bawah persekitaran suhu tinggi

Perubahan prestasi mekanikal tetulang gentian kaca di bawah persekitaran suhu tinggi menunjukkan ciri peringkat yang jelas, khususnya ditunjukkan sebagai:

Julat suhu rendah (100-200 ℃)

Perubahan prestasi: Kekuatan dan modulus anjal perlahan-lahan berkurangan kira-kira 10% -15%.

Mekanisme: Suhu tinggi mempergiatkan gerakan terma molekul gentian kaca, yang membawa kepada kelemahan daya antara molekul antara gentian, tetapi ikatan kimia masih belum dimusnahkan.

Sokongan data: Eksperimen telah menunjukkan bahawa kadar pengekalan kekuatan tegangan tetulang gentian kaca adalah kira-kira 85% -90% pada 200 ℃.

Julat suhu sederhana (200-300 ℃)

Perubahan prestasi: Prestasi menurun dengan ketara, dengan pengurangan 30% -50% dalam kekuatan tegangan dan penurunan yang lebih ketara dalam modulus elastik.

Mekanisme: Ikatan kimia (seperti ikatan Si-O) mula pecah, struktur molekul gentian menyahpolimer, dan kekuatan ikatan antara muka menjadi lemah.

Sokongan data: Pada 300 ℃, kekuatan tegangan mungkin berkurangan kepada di bawah 50% daripada nilai suhu biasa, manakala pemanjangan meningkat tetapi kapasiti galas berkurangan.

Julat suhu tinggi (>300 ℃)

Perubahan prestasi: melembutkan, mencairkan, dan juga pembakaran, kehilangan sifat mekanikal sepenuhnya.

Mekanisme: Matriks resin mengalami penguraian terma, struktur gentian hancur, dan bahan mengalami tindak balas pengkarbonan atau pembakaran.

Sokongan data: Apabila suhu melebihi 400 ℃, tetulang gentian kaca mungkin kehilangan integritinya akibat penguraian resin.

Kelebihan perbandingan dengan bar keluli

Rintangan suhu tinggi: Tetulang gentian kaca tidak terbakar dengan nyalaan terbuka di bawah 300 ℃, manakala tetulang keluli mungkin mengalami penurunan kekuatan secara tiba-tiba melebihi 600 ℃ disebabkan oleh pengelupasan lapisan oksida.

Ketahanan nyalaan: Indeks oksigen muktamad (LOI) tetulang gentian kaca adalah kira-kira 26% -35%, yang lebih baik daripada bahan polimer biasa.

2、 Keperluan Reka Bentuk Perlindungan Kebakaran untuk Tetulang Gentian Kaca dalam Persekitaran Suhu Tinggi

Untuk memastikan keselamatan tetulang gentian kaca dalam persekitaran suhu tinggi, reka bentuk perlindungan kebakaran hendaklah mengikut prinsip teras berikut:

Pematuhan peraturan pencegahan kebakaran bangunan

Petak kebakaran: Menurut 'Kod untuk Reka Bentuk Perlindungan Kebakaran Bangunan' (GB 50016), petak api dibahagikan kepada bangunan kilang satu tingkat dengan keluasan ≤ 3000 meter persegi dan bangunan berbilang tingkat dengan keluasan ≤ 2000 meter persegi.

Penarafan rintangan api: Penarafan rintangan api bangunan kilang bersama tidak boleh lebih rendah daripada tahap dua, dan sekatan tahan api dengan had rintangan api ≥ 2.0 jam hendaklah digunakan di kawasan utama (seperti bahagian lebur).

Keperluan Bahan dan Pembinaan

Pengasingan kebakaran: Kawasan bersuhu tinggi (seperti bengkel tanur) dan kawasan lain hendaklah menggunakan partition kalis api dengan had ketahanan api ≥ 2.0 jam, dan pintu serta tingkap hendaklah menggunakan pintu dan tingkap kalis api Kelas B.

Perlindungan struktur: Untuk tetulang gentian kaca yang terdedah kepada suhu tinggi, papan kalsium silikat (tahan api selama 4 jam) atau selimut gentian seramik boleh digunakan untuk pembalut dan perlindungan.

reka bentuk pemindahan selamat

Tetapan keluar: Setiap tingkat hendaklah mempunyai sekurang-kurangnya 2 pintu keluar keselamatan, dan jarak pemindahan hendaklah ≤ 60m (untuk satu tingkat) atau ≤ 40m (untuk berbilang tingkat).

Tanda pemindahan: Pasang penunjuk pemindahan pendarfluor untuk memastikan jarak penglihatan ≥ 10m selepas bekalan elektrik terputus.

Konfigurasi kemudahan perlindungan kebakaran

Sistem pemadam api: Bengkel suhu tinggi dilengkapi dengan sistem pemadam api pemercik automatik atau sistem pemadam api gas, dengan penggunaan air yang direka ≥ 10L/s · ㎡.

Peranti penggera: Pasang pengesan suhu linear dengan suhu penggera ditetapkan pada 58 ℃ (suhu operasi 72 ℃).

3、 Kajian Kes tentang Pengoptimuman Prestasi Suhu Tinggi dan Reka Bentuk Perlindungan Kebakaran

Teknik pengoptimuman prestasi

Rawatan permukaan: Penyemburan salutan tahan suhu tinggi (seperti resin silikon) boleh meningkatkan kadar pengekalan kekuatan kepada lebih 60% pada 300 ℃.

Pengubahsuaian komposit: Menambah zarah alumina atau silikon karbida untuk meningkatkan suhu pelembutan kepada melebihi 500 ℃.

Contoh aplikasi kejuruteraan

Platform lautan: Mengguna pakai struktur gabungan tetulang GFRP berbalut dan UHPC, kekuatan ikatan dipertingkatkan melalui rawatan letupan pasir, dan kekuatan sisa ialah ≥ 40% selepas ujian pembakar api 1200 ℃.

Sokongan terowong: Membenamkan bahan perubahan fasa (PCM) dalam lapisan perlindungan kebakaran untuk menyerap haba dan melambatkan pengaliran suhu, mengurangkan suhu permukaan tetulang sebanyak 50% -70%.

4、 Sempadan Penyelidikan dan Cadangan Standard

Kaedah penilaian prestasi

Model gandingan mekanikal terma: Menggabungkan persamaan pengaliran haba dan hubungan konstitutif, ramalkan tingkah laku tegasan-terikan bahan tetulang pada suhu tinggi.

Ujian kekuatan sisa: Selepas memanaskan lengkung api mengikut piawaian ISO 834, uji kekuatan tegangan sisa bahan tetulang.

Arah penambahbaikan standard

Penunjuk prestasi suhu tinggi tambahan: Tambahkan keperluan kekuatan baki 300 ℃ dan 60 minit pada 'Bar Bertetulang Gentian Kaca untuk Kejuruteraan Awam' (JG/T 406).

Bahagian khas mengenai reka bentuk perlindungan kebakaran: Membangunkan garis panduan reka bentuk perlindungan kebakaran khusus untuk struktur bertetulang gentian kaca, menjelaskan kesesuaian antara ketebalan lapisan pelindung dan had rintangan api.

Melalui pengubahsuaian bahan, pengoptimuman struktur dan penambahbaikan standard, kebolehgunaan tetulang gentian kaca dalam persekitaran suhu tinggi boleh dipertingkatkan dengan ketara, memberikan penyelesaian yang lebih selamat untuk bidang seperti kejuruteraan kimia, pengangkutan dan kejuruteraan marin.