Како се механичка својства арматуре стакленим влакнима мењају у условима високе температуре? Који су посебни захтеви за пројектовање противпожарне заштите?

Промене механичких перформанси и захтеви за пројектовање заштите од пожара арматуре стакленим влакнима у окружењу високе температуре

1、 Промене механичких својстава арматуре стакленим влакнима у окружењу високе температуре

Промене механичких перформанси арматуре стакленим влакнима у окружењу високе температуре показују очигледне карактеристике фазе, које се посебно манифестују као:

Опсег ниске температуре (100-200 ℃)

Промене перформанси: Чврстоћа и модул еластичности полако се смањују за око 10% -15%.

Механизам: Висока температура интензивира топлотно кретање молекула стаклених влакана, што доводи до слабљења међумолекулских сила између влакана, али хемијске везе још нису уништене.

Подршка података: Експерименти су показали да је стопа задржавања затезне чврстоће арматуре стакленим влакнима око 85% -90% на 200 ℃.

Средњи температурни опсег (200-300 ℃)

Промене перформанси: Перформансе се значајно смањују, уз смањење затезне чврстоће од 30% -50% и значајније смањење модула еластичности.

Механизам: Хемијске везе (као што су Си-О везе) почињу да се кидају, молекуларна структура влакана се деполимеризује, а снага међуфазне везе слаби.

Подршка података: На 300 ℃, затезна чврстоћа може да се смањи на испод 50% вредности нормалне температуре, док се издужење повећава, али носивост опада.

Опсег високе температуре (>300 ℃)

Промене перформанси: омекшавање, топљење, па чак и сагоревање, потпуно губљење механичких својстава.

Механизам: Матрица смоле се подвргава термичком распадању, структура влакана се распада, а материјал пролази кроз реакције карбонизације или сагоревања.

Подршка података: Када температура пређе 400 ℃, ојачање стакленим влакнима може изгубити свој интегритет услед распадања смоле.

Компаративне предности са челичним шипкама

Отпорност на високе температуре: Ојачање стакленим влакнима не гори са отвореним пламеном испод 300 ℃, док челична арматура може доживети нагли пад чврстоће изнад 600 ℃ због љуштења оксидног слоја.

Отпорност на пламен: Крајњи индекс кисеоника (ЛОИ) за ојачање стакленим влакнима је око 26% -35%, што је боље од обичних полимерних материјала.

2、 Захтеви за пројектовање заштите од пожара за арматуру од фибергласа у окружењима високе температуре

Да би се осигурала сигурност арматуре од фибергласа у окружењима са високим температурама, дизајн заштите од пожара треба да прати следеће основне принципе:

Усклађеност са прописима о заштити од пожара у зградама

Противпожарни одељак: Према 'Кодексу за пројектовање зграда против пожара' (ГБ 50016), пожарни одељци су подељени на једноспратне фабричке зграде са површином од ≤ 3000 квадратних метара и вишеспратнице са површином од ≤ 2000 квадратних метара.

Оцена отпорности на ватру: Оцена отпорности на ватру заједничке фабричке зграде не сме бити нижа од нивоа два, а ватроотпорне преграде са границом отпорности на ватру од ≥ 2,0 сата ће се користити у кључним областима (као што је део за топљење).

Захтеви за материјал и конструкцију

Изолација од пожара: Подручја са високом температуром (као што су радионице за пећи) и друге области треба да користе ватроотпорне преграде са границом отпорности на ватру од ≥ 2,0 сата, а врата и прозори треба да користе врата и прозоре отпорне на ватру класе Б.

Заштита конструкције: За армирање стакленим влакнима изложеним високим температурама, за умотавање и заштиту може се користити плоча од калцијум силиката (отпорна на ватру 4 сата) или ћебе од керамичких влакана.

дизајн безбедне евакуације

Подешавање излаза: Сваки спрат треба да има најмање 2 сигурносна излаза, а удаљеност евакуације треба да буде ≤ 60м (за појединачне спратове) или ≤ 40м (за више спратова).

Знакови за евакуацију: Инсталирајте флуоресцентне индикаторе евакуације како бисте осигурали видљивост од ≥ 10м након нестанка струје.

Конфигурација објеката заштите од пожара

Систем за гашење пожара: Високотемпературна радионица је опремљена аутоматским системом за гашење пожара прскалицама или гасним системом за гашење пожара, са пројектованом потрошњом воде од ≥ 10Л/с · ㎡.

Алармни уређај: Инсталирајте линеарни детектор температуре са температуром аларма постављеном на 58 ℃ (радна температура од 72 ℃).

3、 Студија случаја о оптимизацији перформанси при високим температурама и дизајну заштите од пожара

Технике оптимизације перформанси

Површинска обрада: Прскање премаза отпорних на високе температуре (као што је силиконска смола) може повећати стопу задржавања чврстоће на преко 60% на 300 ℃.

Композитна модификација: Додавање честица глинице или силицијум карбида за повећање температуре омекшавања на изнад 500 ℃.

Примери инжењерске примене

Океанска платформа: Усвајање комбиноване структуре омотаног ГФРП арматуре и УХПЦ, снага везивања је побољшана третманом пескарењем, а заостала чврстоћа је ≥ 40% након теста печења на 1200 ℃.

Подршка тунела: Уградња материјала за промену фазе (ПЦМ) у слој за заштиту од пожара да апсорбује топлоту и одложи провођење температуре, смањујући температуру површине арматуре за 50% -70%.

4、 Границе истраживања и стандардни предлози

Метода вредновања учинка

Термомеханички модел спајања: Комбиновањем једначине топлотне проводљивости и конститутивног односа, предвидите понашање напон-деформација материјала за арматуру на високим температурама.

Испитивање преостале чврстоће: Након загревања ватрене криве према стандарду ИСО 834, испитати заосталу затезну чврстоћу материјала за ојачање.

Стандардни правац побољшања

Додатни индикатори перформанси при високим температурама: Додајте захтеве за преосталу чврстоћу од 300 ℃ и 60 минута „шиповима ојачаним стакленим влакнима за грађевинарство“ (ЈГ/Т 406).

Посебан одељак о пројектовању заштите од пожара: Развити специјализоване смернице за пројектовање заштите од пожара за конструкције ојачане стакленим влакнима, појашњавајући кореспонденцију између дебљине заштитног слоја и границе отпорности на ватру.

Кроз модификацију материјала, оптимизацију структуре и побољшање стандарда, применљивост арматуре стакленим влакнима у окружењима са високим температурама може се значајно побољшати, пружајући безбеднија решења за области као што су хемијско инжењерство, транспорт и поморско инжењерство.