Si ndryshojnë vetitë mekanike të përforcimit të fibrave të qelqit në kushtet e temperaturës së lartë? Cilat janë kërkesat e veçanta për projektimin e mbrojtjes nga zjarri?

Ndryshimet e performancës mekanike dhe kërkesat e projektimit të mbrojtjes nga zjarri të përforcimit të fibrave të qelqit në mjedis me temperaturë të lartë

1, Ndryshimet në vetitë mekanike të përforcimit të fibrave të qelqit në mjedis me temperaturë të lartë

Ndryshimet e performancës mekanike të përforcimit të fibrave të qelqit në mjedis me temperaturë të lartë tregojnë karakteristika të dukshme të fazës, të manifestuara veçanërisht si:

Gama e ulët e temperaturës (100-200 ℃)

Ndryshimet e performancës: Forca dhe moduli i elasticitetit zvogëlohen ngadalë me rreth 10% -15%.

Mekanizmi: Temperatura e lartë intensifikon lëvizjen termike të molekulave të fibrave të qelqit, duke çuar në një dobësim të forcave ndërmolekulare midis fibrave, por lidhjet kimike ende nuk janë shkatërruar.

Mbështetja e të dhënave: Eksperimentet kanë treguar se shkalla e mbajtjes së rezistencës në tërheqje të përforcimit të fibrave të qelqit është rreth 85% -90% në 200 ℃.

Gama e temperaturës mesatare (200-300 ℃)

Ndryshimet e performancës: Performanca zvogëlohet ndjeshëm, me një ulje prej 30% -50% të rezistencës në tërheqje dhe një rënie më të ndjeshme të modulit elastik.

Mekanizmi: Lidhjet kimike (të tilla si lidhjet Si-O) fillojnë të thyhen, struktura molekulare e fibrës depolimerizohet dhe forca e lidhjes ndërfaqesore dobësohet.

Mbështetja e të dhënave: Në 300 ℃, forca në tërheqje mund të ulet nën 50% të vlerës së temperaturës normale, ndërsa zgjatja rritet, por kapaciteti mbajtës zvogëlohet.

Gama e temperaturës së lartë (> 300 ℃)

Ndryshimet e performancës: zbutje, shkrirje dhe madje edhe djegie, duke humbur plotësisht vetitë mekanike.

Mekanizmi: Matrica e rrëshirës i nënshtrohet dekompozimit termik, struktura e fibrës shpërbëhet dhe materiali i nënshtrohet reaksioneve të karbonizimit ose djegies.

Mbështetja e të dhënave: Kur temperatura tejkalon 400 ℃, përforcimi i fibrave të qelqit mund të humbasë integritetin e tij për shkak të dekompozimit të rrëshirës.

Përparësitë krahasuese me shufrat e çelikut

Rezistenca ndaj temperaturës së lartë: Përforcimi i fibrave të qelqit nuk digjet me një flakë të hapur nën 300 ℃, ndërsa përforcimi i çelikut mund të pësojë një rënie të papritur të forcës mbi 600 ℃ për shkak të qërimit të shtresës së oksidit.

Retardaniteti i flakës: Indeksi i fundit i oksigjenit (LOI) i përforcimit të fibrave të qelqit është rreth 26% -35%, që është më i mirë se materialet e zakonshme polimer.

2, Kërkesat e projektimit të mbrojtjes nga zjarri për përforcimin me tekstil me fije qelqi në mjedise me temperaturë të lartë

Për të garantuar sigurinë e përforcimit me tekstil me fije qelqi në mjedise me temperaturë të lartë, dizajni i mbrojtjes nga zjarri duhet të ndjekë parimet kryesore të mëposhtme:

Pajtueshmëria me rregullat e parandalimit të zjarrit të ndërtesave

Ndarja e zjarrit: Sipas 'Kodit për projektimin e ndërtesave për mbrojtjen nga zjarri' (GB 50016), ndarjet e zjarrit ndahen në ndërtesa fabrike njëkatëshe me sipërfaqe ≤ 3000 metra katrorë dhe ndërtesa shumëkatëshe me sipërfaqe ≤ 2000 metra katrorë.

Vlerësimi i rezistencës ndaj zjarrit: Vlerësimi i rezistencës ndaj zjarrit të ndërtesës së përbashkët të fabrikës nuk duhet të jetë më i ulët se niveli i dytë, dhe ndarjet rezistente ndaj zjarrit me një kufi të rezistencës ndaj zjarrit prej ≥ 2,0 orë do të përdoren në zonat kryesore (të tilla si pjesa e shkrirjes).

Kërkesat për materiale dhe ndërtim

Izolimi nga zjarri: Zonat me temperaturë të lartë (të tilla si punishtet e furrave) dhe zona të tjera duhet të përdorin ndarje rezistente ndaj zjarrit me një kufi të rezistencës ndaj zjarrit prej ≥ 2,0 orë, dhe dyert dhe dritaret duhet të përdorin dyer dhe dritare rezistente ndaj zjarrit të klasës B.

Mbrojtja strukturore: Për përforcimin e fibrave të qelqit të ekspozuar ndaj temperaturave të larta, pllaka silikat kalciumi (rezistente ndaj zjarrit për 4 orë) ose batanije me fibra qeramike mund të përdoret për mbështjellje dhe mbrojtje.

dizajn i sigurt evakuimi

Vendosja e daljes: Çdo kat duhet të ketë të paktën 2 dalje sigurie dhe distanca e evakuimit duhet të jetë ≤ 60 m (për kate të vetme) ose ≤ 40 m (për kate të shumëfishta).

Shenjat e evakuimit: Instaloni tregues fluoreshente evakuimi për të siguruar shikueshmëri prej ≥ 10 m pas ndërprerjes së energjisë.

Konfigurimi i objektit të mbrojtjes nga zjarri

Sistemi i shuarjes së zjarrit: Punishtja e temperaturës së lartë është e pajisur me një sistem automatik të fikjes së zjarrit me spërkatës ose sistem shuarje zjarri me gaz, me një konsum të projektuar uji prej ≥ 10L/s · ㎡.

Pajisja e alarmit: Instaloni një detektor linear të temperaturës me një temperaturë alarmi të vendosur në 58 ℃ (temperatura e funksionimit 72 ℃).

3, Studim rasti mbi optimizimin e performancës së temperaturës së lartë dhe dizajnin e mbrojtjes nga zjarri

Teknikat e optimizimit të performancës

Trajtimi i sipërfaqes: Spërkatja e veshjeve rezistente ndaj temperaturës së lartë (si rrëshira silikoni) mund të rrisë shkallën e mbajtjes së forcës në mbi 60% në 300 ℃.

Modifikimi i përbërë: Shtimi i grimcave të aluminit ose karbitit të silikonit për të rritur temperaturën e zbutjes në mbi 500 ℃.

Shembuj të aplikimit inxhinierik

Platforma e oqeanit: Miratimi i një strukture kombinimi të përforcimit të mbështjellë GFRP dhe UHPC, forca e lidhjes përmirësohet përmes trajtimit me rërë dhe forca e mbetur është ≥ 40% pas testit të pjekjes me zjarr 1200 ℃.

Mbështetja e tunelit: Futja e materialeve të ndryshimit të fazës (PCM) në shtresën e mbrojtjes nga zjarri për të thithur nxehtësinë dhe për të vonuar përcjelljen e temperaturës, duke ulur temperaturën e sipërfaqes së armaturës me 50% -70%.

4, Kufijtë e kërkimit dhe sugjerimet standarde

Metoda e vlerësimit të performancës

Modeli i lidhjes mekanike termike: Duke kombinuar ekuacionin e përcjelljes së nxehtësisë dhe marrëdhënien konstituive, parashikojnë sjelljen sforcim-deformim të materialeve përforcuese në temperatura të larta.

Testi i forcës së mbetur: Pas ngrohjes së kurbës së zjarrit sipas standardit ISO 834, provoni rezistencën e mbetur në tërheqje të materialit përforcues.

Drejtimi standard i përmirësimit

Treguesit shtesë të performancës së temperaturës së lartë: Shtoni kërkesat e rezistencës së mbetur prej 300 ℃ dhe 60 minuta në 'Shifrat e përforcuar me fibra qelqi për inxhinierinë civile' (JG/T 406).

Seksion i veçantë për projektimin e mbrojtjes nga zjarri: Zhvilloni udhëzime të specializuara të projektimit të mbrojtjes nga zjarri për strukturat e përforcuara me fibra xhami, duke sqaruar korrespondencën midis trashësisë së shtresës mbrojtëse dhe kufirit të rezistencës ndaj zjarrit.

Nëpërmjet modifikimit të materialit, optimizimit strukturor dhe përmirësimit standard, zbatueshmëria e përforcimit të fibrave të qelqit në mjedise me temperaturë të lartë mund të përmirësohet ndjeshëm, duke ofruar zgjidhje më të sigurta për fusha të tilla si inxhinieria kimike, transporti dhe inxhinieria detare.