Visualizações: 0 Autor: Editor de sites Publicar Tempo: 2025-06-12 Origem: Site
Alterações de desempenho mecânico e requisitos de projeto de proteção contra incêndio de reforço de fibra de vidro em ambiente de alta temperatura
1 、 Alterações nas propriedades mecânicas do reforço de fibra de vidro em ambiente de alta temperatura
As mudanças mecânicas de desempenho do reforço de fibra de vidro em ambiente de alta temperatura mostram características óbvias de estágio, especificamente manifestadas como:
Faixa de baixa temperatura (100-200 ℃)
Alterações de desempenho: o módulo de força e elástico diminui lentamente em cerca de 10% a 15%.
Mecanismo: A alta temperatura intensifica o movimento térmico das moléculas de fibra de vidro, levando a um enfraquecimento das forças intermoleculares entre as fibras, mas as ligações químicas ainda não foram destruídas.
Suporte de dados: Experimentos mostraram que a taxa de retenção de resistência à tração do reforço de fibra de vidro é de cerca de 85% a 90% a 200 ℃.
Faixa de temperatura média (200-300 ℃)
Alterações de desempenho: O desempenho diminui significativamente, com uma redução de 30% a 50% na resistência à tração e uma diminuição mais significativa no módulo de elasticidade.
Mecanismo: as ligações químicas (como as ligações SI-O) começam a quebrar, a estrutura molecular da fibra despolimeriza e a força de ligação interfacial enfraquece.
Suporte de dados: a 300 ℃, a resistência à tração pode diminuir para menos de 50% do valor normal da temperatura, enquanto o alongamento aumenta, mas a capacidade de rolamento diminui.
Faixa de alta temperatura (> 300 ℃)
Alterações de desempenho: amolecimento, derretimento e até combustão, perdendo completamente as propriedades mecânicas.
Mecanismo: A matriz de resina passa por decomposição térmica, a estrutura da fibra se desintegra e o material sofre reações de carbonização ou combustão.
Suporte de dados: Quando a temperatura excede 400 ℃, o reforço da fibra de vidro pode perder sua integridade devido à decomposição da resina.
Vantagens comparativas com barras de aço
Resistência à alta temperatura: O reforço da fibra de vidro não queima com uma chama aberta abaixo de 300 ℃, enquanto o reforço do aço pode sofrer uma queda repentina na força acima de 600 ℃ devido à descamação da camada de óxido.
Retardância da chama: O índice de oxigênio final (LOI) do reforço da fibra de vidro é de cerca de 26% a 35%, o que é melhor que os materiais poliméricos comuns.
2 、 Requisitos de projeto de proteção contra incêndio para reforço de fibra de vidro em ambientes de alta temperatura
Para garantir a segurança do reforço de fibra de vidro em ambientes de alta temperatura, o projeto de proteção contra incêndio deve seguir os seguintes princípios principais:
Conformidade com a construção de regulamentos de prevenção de incêndio
Compartimento de Incêndio: De acordo com o 'Código para Proteção de Incêndios de Projeto de Edifícios' (GB 50016), os compartimentos de incêndio são divididos em edifícios de fábrica de uma única história com uma área de ≤ 3000 metros quadrados e edifícios de vários andares com uma área de ≤ 2000 metros quadrados.
Classificação de resistência ao incêndio: A classificação de resistência ao fogo do edifício da fábrica articular não deve ser inferior ao nível dois, e as partições resistentes ao fogo com um limite de resistência ao incêndio ≥ 2,0 horas devem ser usadas em áreas-chave (como a seção de fusão).
Requisitos de material e construção
Isolamento de incêndio: áreas de alta temperatura (como oficinas de forno) e outras áreas devem usar partições resistentes a incêndio com um limite de resistência ao fogo ≥ 2,0 horas, e as portas e janelas devem usar portas e janelas resistentes a incêndio de classe B.
Proteção estrutural: para reforço de fibra de vidro exposto a altas temperaturas, a placa de silicato de cálcio (resistente ao fogo por 4 horas) ou cobertor de fibra de cerâmica podem ser usados para embalagem e proteção.
Design de evacuação segura
Configuração de saída: Cada piso deve ter pelo menos 2 saídas de segurança e a distância de evacuação deve ser ≤ 60m (para pisos únicos) ou ≤ 40m (para vários andares).
Sinais de evacuação: Instale indicadores de evacuação fluorescente para garantir a visibilidade ≥ 10m após a queda de energia.
Configuração da instalação de proteção contra incêndio
Sistema de extinção de incêndio: O workshop de alta temperatura está equipado com um sistema automático de extinção de incêndio de aspersão ou sistema de extinção de incêndio a gás, com um consumo de água projetado ≥ 10l/s · ㎡.
Dispositivo de alarme: instale um detector de temperatura linear com uma temperatura de alarme ajustada em 58 ℃ (temperatura de operação de 72 ℃).
3 、 Estudo de caso sobre otimização de desempenho de alta temperatura e projeto de proteção contra incêndio
Técnicas de otimização de desempenho
Tratamento da superfície: Os revestimentos resistentes à alta temperatura (como resina de silicone) podem aumentar a taxa de retenção de força para mais de 60% a 300 ℃.
Modificação composta: Adicionando partículas de alumina ou carboneto de silício para aumentar a temperatura de amolecimento para acima de 500 ℃.
Exemplos de aplicação de engenharia
Plataforma do oceano: Adotando uma estrutura combinada de reforço de GFR embrulhado e UHPC, a força de ligação é melhorada através do tratamento com jateamento de areia e a força residual é ≥ 40% após 1200 ℃ Teste de cozimento de incêndio.
Suporte ao túnel: Materiais de mudança de fase de incorporação (PCM) na camada de proteção contra incêndio para absorver o calor e atrasar a condução da temperatura, reduzindo a temperatura da superfície do reforço em 50% a 70%.
4 、 Pesquise fronteiras e sugestões padrão
Método de avaliação de desempenho
Modelo de acoplamento mecânico térmico: combinando a equação de condução de calor e a relação constitutiva, preveja o comportamento de tensão-deformação dos materiais de reforço em altas temperaturas.
Teste de força residual: Após aquecer a curva de incêndio de acordo com o padrão ISO 834, teste a resistência residual à tração do material de reforço.
Direção de melhoria padrão
Indicadores de desempenho adicionais de alta temperatura: adicione requisitos de força residual de 300 ℃ e 60 minutos às barras reforçadas de fibra de vidro 'para engenharia civil ' (JG/T 406).
Seção Especial sobre Projeto de Proteção de Incêndios: Desenvolva diretrizes especializadas de projeto de proteção contra incêndio para estruturas reforçadas de fibra de vidro, esclarecendo a correspondência entre a espessura da camada protetora e o limite de resistência ao fogo.
Através da modificação do material, otimização estrutural e melhoria padrão, a aplicabilidade do reforço de fibra de vidro em ambientes de alta temperatura pode ser significativamente melhorada, fornecendo soluções mais seguras para campos como engenharia química, transporte e engenharia marinha.
