Quan điểm: 0 Tác giả: Trình chỉnh sửa trang web xuất bản Thời gian: 2025-06-12 Nguồn gốc: Địa điểm
Thay đổi hiệu suất cơ học và yêu cầu thiết kế phòng cháy chữa cháy của gia cố sợi thủy tinh trong môi trường nhiệt độ cao
1 、 Thay đổi tính chất cơ học của gia cố sợi thủy tinh trong môi trường nhiệt độ cao
Sự thay đổi hiệu suất cơ học của cốt thép thủy tinh trong môi trường nhiệt độ cao cho thấy các đặc điểm giai đoạn rõ ràng, được biểu hiện cụ thể là:
Phạm vi nhiệt độ thấp (100-200)
Thay đổi hiệu suất: Mô -đun cường độ và đàn hồi từ từ giảm khoảng 10% -15%.
Cơ chế: Nhiệt độ cao tăng cường chuyển động nhiệt của các phân tử sợi thủy tinh, dẫn đến sự suy yếu của các lực liên phân tử giữa các sợi, nhưng các liên kết hóa học vẫn chưa bị phá hủy.
Hỗ trợ dữ liệu: Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng tốc độ duy trì của cường độ kéo của cốt thép sợi thủy tinh là khoảng 85% -90% ở 200.
Phạm vi nhiệt độ trung bình (200-300)
Thay đổi hiệu suất: Hiệu suất giảm đáng kể, với mức giảm 30% -50% độ bền kéo và giảm đáng kể hơn trong mô đun đàn hồi.
Cơ chế: Liên kết hóa học (như liên kết SI-O) bắt đầu phá vỡ, cấu trúc phân tử sợi khử hóa và cường độ liên kết liên kết suy yếu.
Hỗ trợ dữ liệu: Ở 300, cường độ kéo có thể giảm xuống dưới 50% giá trị nhiệt độ bình thường, trong khi độ giãn dài tăng nhưng khả năng chịu lực giảm.
Phạm vi nhiệt độ cao (> 300)
Thay đổi hiệu suất: Làm mềm, tan chảy và thậm chí đốt cháy, mất hoàn toàn các tính chất cơ học.
Cơ chế: Ma trận nhựa trải qua quá trình phân hủy nhiệt, cấu trúc sợi tan rã và vật liệu trải qua các phản ứng cacbon hóa hoặc đốt cháy.
Hỗ trợ dữ liệu: Khi nhiệt độ vượt quá 400, cốt thép sợi thủy tinh có thể mất tính toàn vẹn do phân hủy nhựa.
Ưu điểm so sánh với thanh thép
Điện trở nhiệt độ cao: Củng cố sợi thủy tinh không cháy với ngọn lửa mở dưới 300, trong khi cốt thép có thể bị giảm sức mạnh đột ngột trên 600 ℃ do bong tróc của lớp oxit.
Độ trễ ngọn lửa: Chỉ số oxy cuối cùng (LOI) của cốt thép thủy tinh là khoảng 26% -35%, tốt hơn các vật liệu polymer thông thường.
2 、 Yêu cầu thiết kế phòng cháy chữa cháy cho gia cố sợi thủy tinh trong môi trường nhiệt độ cao
Để đảm bảo an toàn cho gia cố sợi thủy tinh trong môi trường nhiệt độ cao, thiết kế phòng cháy chữa cháy nên tuân theo các nguyên tắc cốt lõi sau:
Tuân thủ các quy định phòng cháy xây dựng
Khoang lửa: Theo mã 'Thiết kế phòng cháy chữa cháy của các tòa nhà ' (GB 50016), các ngăn lửa được chia thành các tòa nhà nhà máy một tầng với diện tích ≤ 3000 mét vuông và các tòa nhà nhiều tầng với diện tích ≤ 2000 mét vuông.
Xếp hạng chống cháy: Xếp hạng kháng lửa của tòa nhà nhà máy chung không được thấp hơn cấp hai và các phân vùng chống cháy có giới hạn chống cháy ≥ 2,0 giờ sẽ được sử dụng trong các khu vực chính (như phần nóng chảy).
Yêu cầu vật liệu và xây dựng
Phân lập lửa: Các khu vực nhiệt độ cao (như hội thảo lò nung) và các khu vực khác nên sử dụng các phân vùng chống cháy với giới hạn chống cháy ≥ 2,0 giờ, và cửa ra vào và cửa sổ nên sử dụng cửa và cửa sổ chống cháy lớp B.
Bảo vệ cấu trúc: Đối với cốt thép sợi thủy tinh tiếp xúc với nhiệt độ cao, bảng silicat canxi (chống cháy trong 4 giờ) hoặc chăn bằng gốm có thể được sử dụng để bọc và bảo vệ.
Thiết kế sơ tán an toàn
Cài đặt thoát: Mỗi tầng phải có ít nhất 2 lối thoát an toàn và khoảng cách sơ tán phải là ≤ 60m (đối với sàn đơn) hoặc ≤ 40m (đối với nhiều tầng).
Dấu hiệu sơ tán: Lắp đặt các chỉ số sơ tán huỳnh quang để đảm bảo khả năng hiển thị ≥ 10m sau khi mất điện.
Cấu hình cơ sở phòng cháy chữa cháy
Hệ thống chữa cháy: Hội thảo nhiệt độ cao được trang bị hệ thống chữa cháy phun nước tự động hoặc hệ thống chữa cháy khí, với mức tiêu thụ nước được thiết kế là ≥ 10l/s ·.
Thiết bị báo động: Lắp đặt máy dò nhiệt độ tuyến tính với nhiệt độ báo động được đặt ở 58 (nhiệt độ vận hành là 72).
3 Nghiên cứu trường hợp về tối ưu hóa hiệu suất nhiệt độ cao và thiết kế phòng cháy chữa cháy
Kỹ thuật tối ưu hóa hiệu suất
Xử lý bề mặt: phun lớp phủ điện trở nhiệt độ cao (như nhựa silicon) có thể làm tăng tốc độ duy trì cường độ lên hơn 60% ở mức 300.
Sửa đổi tổng hợp: Thêm các hạt cacbua alumina hoặc silicon để tăng nhiệt độ làm mềm lên trên 500.
Ví dụ ứng dụng kỹ thuật
Nền tảng đại dương: Áp dụng cấu trúc kết hợp của gia cố GFRP được bọc và UHPC, cường độ liên kết được cải thiện thông qua xử lý phun cát và cường độ còn lại là ≥ 40% sau khi thử nghiệm lửa 1200.
Hỗ trợ đường hầm: Nhúng vật liệu thay đổi pha (PCM) vào lớp chống cháy để hấp thụ nhiệt độ nhiệt và độ trễ, giảm nhiệt độ bề mặt của cốt thép xuống 50% -70%.
4 、 Biên giới nghiên cứu và đề xuất tiêu chuẩn
Phương pháp đánh giá hiệu suất
Mô hình khớp nối cơ học nhiệt: Kết hợp phương trình dẫn nhiệt và mối quan hệ cấu thành, dự đoán hành vi căng thẳng của vật liệu gia cố ở nhiệt độ cao.
Kiểm tra cường độ dư: Sau khi làm nóng đường cong lửa theo tiêu chuẩn ISO 834, hãy kiểm tra độ bền kéo còn lại của vật liệu gia cố.
Hướng cải thiện tiêu chuẩn
Các chỉ số hiệu suất nhiệt độ cao bổ sung: Thêm các yêu cầu cường độ còn lại là 300 ℃ và 60 phút vào các thanh cốt sợi thủy tinh 'cho Kỹ thuật dân dụng ' (JG/T 406).
Phần đặc biệt về thiết kế phòng cháy chữa cháy: Phát triển hướng dẫn thiết kế phòng cháy chữa cháy chuyên dụng cho các cấu trúc gia cố sợi thủy tinh, làm rõ sự tương ứng giữa độ dày của lớp bảo vệ và giới hạn kháng lửa.
Thông qua sửa đổi vật liệu, tối ưu hóa cấu trúc và cải thiện tiêu chuẩn, khả năng áp dụng gia cố sợi thủy tinh trong môi trường nhiệt độ cao có thể được cải thiện đáng kể, cung cấp các giải pháp an toàn hơn cho các lĩnh vực như kỹ thuật hóa học, vận chuyển và kỹ thuật biển.
