Как изменяются механические свойства армирования стеклянного волокна в условиях высокой температуры? Каковы особые требования для проектирования пожарной защиты?

Механические изменения производительности и требования к проектированию пожарной защиты в области арматуры стеклянного волокна в условиях высокой температуры

1 、 Изменения механических свойств армирования стеклянного волокна в условиях высокой температуры

Механические изменения производительности армирования стекловолокна в условиях высокой температуры показывают очевидные характеристики стадии, в частности, проявляются как:

Низкий диапазон температуры (100-200 ℃)

Изменения производительности: модуль силы и упругого модуля медленно уменьшаются примерно на 10-15%.

Механизм: высокая температура усиливает тепловое движение молекул стеклянных волокон, что приводит к ослаблению межмолекулярных сил между волокнами, но химические связи еще не были уничтожены.

Поддержка данных: Эксперименты показали, что уровень удержания прочности растягивания стекловолокна составляет около 85% -90% при 200 ℃.

Средний диапазон температуры (200-300 ℃)

Изменения производительности: производительность значительно снижается, снижение на 30-50% прочности на растяжение и более значительное снижение упругого модуля.

Механизм: химические связи (такие как связи Si-O) начинают ломаться, молекулярная структура волокна деполимеризуется, а прочность межфазной связи ослабляется.

Поддержка данных: при 300 ℃ прочность на растяжение может уменьшаться до ниже 50% от нормального значения температуры, в то время как удлинение увеличивается, но способность подшипника уменьшается.

Высокий диапазон температуры (> 300 ℃)

Изменения производительности: смягчение, плавление и даже сжигание, полностью теряя механические свойства.

Механизм: матрица смолы подвергается термическому разложению, структура волокна распадается, а материал подвергается реакциям карбонизации или сжигания.

Поддержка данных: когда температура превышает 400 ℃, усиление стекловолокна может потерять свою целостность из -за разложения смолы.

Сравнительные преимущества со стальными стержнями

Высокая температурная сопротивление: армирование стеклянного волокна не горит с открытым пламенем ниже 300 ℃, в то время как стальное усиление может испытывать внезапное падение прочности выше 600 ℃ из -за очистки слоя оксида.

Огновая задержка: конечный индекс кислорода (LOI) армирования стеклянного волокна составляет около 26% -35%, что лучше, чем обычные полимерные материалы.

2 、 Требования к проектированию пожарной защиты для усиления стекловолокна в высокотемпературных средах

Чтобы обеспечить безопасность армирования стекловолокна в высокотемпературных средах, конструкция пожарной защиты должна следовать следующим принципам основных принципов:

Соответствие правилам профилактики строительства

Пожарный отсек: Согласно коду для проектирования пожарной защиты зданий »(GB 50016), пожарные отсеки разделены на одноэтажные заводские здания с площадью ≤ 3000 квадратных метров и многоэтажными зданиями с площадью ≤ 2000 квадратных метров.

Рейтинг сопротивления пожарной охране: рейтинг сопротивления пожарной охране совместного заводского здания не должен быть ниже, чем второй уровень, а в ключевых областях должны использоваться устойчивые к пожарной части с ограничением сопротивления пожарной охране ≥ 2,0 часов (например, расплавленный участок).

Требования к материалам и строительству

Изоляция пожара: высокотемпературные области (такие как семинары в печи) и другие области должны использовать устойчивые к пожарным перегородкам с пределом сопротивления пожарной охране ≥ 2,0 часов, а двери и окна должны использовать устойчивые двери и окна класса B.

Структурная защита: для арматуры стеклянного волокна подвергается воздействию высоких температур, кальциевая силикатная плата (устойчивая к огне в течение 4 часов) или одеяло керамического волокна можно использовать для обертывания и защиты.

Безопасный эвакуирующий дизайн

Настройка выхода: каждый этаж должен иметь не менее 2 выходов на безопасность, а расстояние эвакуации должно быть ≤ 60 м (для одиночных этажей) или ≤ 40 м (для нескольких этажей).

Знаки эвакуации: установите индикаторы флуоресцентной эвакуации, чтобы обеспечить видимость ≥ 10 м после отключения электроэнергии.

Конфигурация средств защиты от пожарной защиты

Система пожаротушения: мастерская с высокой температурой оснащена автоматической системой пожаротушения с разбрызгиванием или системой газового огневаренного огнезащита с спроектированным потреблением воды ≥ 10 л/с · ㎡.

Устройство сигнализации: Установите линейный детектор температуры с температурой тревоги, установленной на 58 ℃ (рабочая температура 72 ℃).

3 、 Тематическое исследование по оптимизации производительности высокой температуры и конструкции защиты от пожаров

Методы оптимизации производительности

Обработка поверхности: распыление высокотемпературных покрытий (таких как силиконовая смола) может увеличить скорость удержания прочности до более чем 60% при 300 ℃.

Композитная модификация: добавление частиц карбида алюминия или кремния для повышения температуры смягчения до 500 ℃.

Примеры инженерного приложения

Платформа океана: принятие комбинированной структуры обернутого армирования GFRP и UHPC, прочность связывания улучшается благодаря обработке песочной обработки, а остаточная прочность составляет ≥ 40% после 1200 ℃ испытания на выпечку.

Поддержка туннеля: Материалы встраивания фазы (PCM) в слое защиты от пожаров для поглощения тепловой и задержки температуры, снижая температуру поверхности армирования на 50-70%.

4 、 Исследовательские границы и стандартные предложения

Метод оценки эффективности

Модель термической механической связи: сочетание уравнения теплопроводности и конститутивной взаимосвязи, прогнозируют поведение преобразовательных материалов с напряжением при высоких температурах.

Испытание на остаточную прочность: После нагрева пожарной кривой в соответствии со стандартом ISO 834, проверьте остаточную прочность на растяжение материала армирования.

Стандартное направление улучшения

Дополнительные высокотемпературные показатели производительности: добавьте требования к остаточной прочности 300 ℃ и 60 минут к барах с армированным стеклянным волокном для гражданского строительства »(JG/T 406).

Специальный раздел по проектированию пожарной защиты: Разработайте специализированные рекомендации по проектированию пожарной защиты для конструкций, усиленных стеклянными волокнами, уточняя соответствие между толщиной защитного слоя и пределом сопротивления пожарной охране.

Посредством модификации материала, структурной оптимизации и стандартного улучшения применимость армирования стекловолокна в высокотемпературных средах может быть значительно улучшена, обеспечивая более безопасные решения для таких областей, как химическая инженерия, транспорт и морская техника.