Stiklo pluošto audinio ir stiklo pluošto kilimėlio panaudojimo stiklo pluošto antikorozinėje inžinerijoje tyrimas
Stiklo pluoštas arba trumpiau sutrumpintas stiklo pluoštu sustiprintas plastikas (GFRP) garsėja puikiu mechaniniu stiprumu ir atsparumu korozijai ir yra laikoma viena iš trijų pagrindinių antikorozinės pramonės apmušalų, greta plytų ir gumos. Žvelgiant iš kompozicinės medžiagos struktūros perspektyvos, GFRP primena gelžbetonį: epoksidinė derva, nesočiosios poliesterio ir vinilo esterio dervos veikia kaip „betonas“, o stiklo pluošto audinys ir stiklo pluošto kilimėlis yra sutvirtinantis substratas, veikiantis kaip „plieninė armatūra“. Kartu jie sudaro apsauginį barjerą korozijai -atspariai įrangai, rezervuarams ir cheminių medžiagų baseinams, todėl vis plačiau taikomas cheminės apsaugos nuo korozijos srityje.
Tiek stiklo pluošto audinys, tiek stiklo pluošto kilimėlis turi tas pačias žaliavas, visų pirma kvarcinį smėlį, natrio karbonatą, srautą ir stabilizatorius. Jie išlydomi aukštos-temperatūros krosnyje, kad susidarytų išlydytas stiklas, kuris vėliau per trafaretą ištraukiamas į ištisinius stiklo siūlus. Vėlesnis apdorojimas išskiria juos į dviejų tipų produktus. Stiklo pluošto audinys audžiamas iš šių gijų į vieną metmenį; Kita vertus, stiklo pluošto kilimėlyje šie siūlai yra supjaustyti į maždaug 50 mm trumpas sruogas, surišti miltelių arba emulsijos rišikliais, o po to kaitinami ir formuojami orkaitėje. Dėl šių skirtingų apdorojimo metodų gaminio našumas ir taikomi scenarijai skiriasi.
I. Klasifikacija ir veikimo charakteristikosStiklo pluošto audinys
Stiklo pluošto audinys yra įvairių rūšių, o pramonė jį daugiausia klasifikuoja pagal tris matmenis: žaliavos sudėtį, audimo procesą ir verpalų specifikacijas.
Atsižvelgiant į stiklo žaliavos sudėtį, jis gali būti suskirstytas į šarminį-E audinį, vidutinį-šarminį C audinį,{2}}daug šarminį audinį ir šarmams-atsparų AR audinį. E- tipo stiklo pluošto audinyje, kuriame nėra šarminių -šarminių metalų oksidų, yra mažiau nei 0,8 % šarminių metalų oksido, pasižymintis puikiu atsparumu vandeniui, izoliacijai ir mechaninėms savybėms, todėl tai yra tinkamiausia sutvirtinanti medžiaga sunkiems -cheminės apsaugos nuo korozijos projektams. Vidutinio-šarminio C-tipo stiklo pluošto audinio šarminių metalų oksido kiekis reguliuojamas nuo 11,5 % iki 12,5 %, o tai užtikrina didesnį atsparumą rūgštims, palyginti su produktais, kuriuose nėra šarmų, ir mažesnės gamybos sąnaudos, tačiau silpnesnės stiprumo ir elektrinės savybės. Jis visų pirma naudojamas bendrai apsaugai nuo korozijos, asfalto vandeniui atspariems membraniniams pagrindams ir žemos kokybės stiklo pluošto gaminiams. Didelio-šarminio stiklo pluošto audinio šarminių metalų oksido kiekis viršija 13 %, todėl jis yra linkęs į koroziją ir senėjimą susilietus su vandeniu, rūgštimis ir šarmais, todėl greitai prarandamas stiprumas. Jį naudoti apsaugos nuo korozijos projektuose griežtai draudžia taisyklės ir jis gali būti naudojamas tik laikiniems paprastiems pastatams ir žemos kokybės izoliacinėms medžiagoms. Šarmams-atsparus AR-tipo stiklo pluošto audinys, kurio sudėtyje yra cirkonio, gali atsispirti stiprių šarmų erozijai cemento hidratacijos metu, todėl jis yra skirtas GRC stiklo pluošto cemento komponentams ir europietiško stiliaus išorės sienų dekoracijoms.
Remiantis audimo technologijomis, stiklo pluošto audiniai yra paprasto pynimo, ruoželinio pynimo, atlasinio pynimo ir nesusukto pusverpalio (tinklelio audinio). Paprasto pynimo audinys turi metmenų ir ataudų verpalų susipynimą vienas-per-vieną, todėl susidaro tanki ir plokščia struktūra, kurios deformacijos greitis yra mažas, todėl tinka plokščiam antikoroziniam pamušalui ir vamzdžių išorinėms antikorozinėms priemonėms. Ruoželinis audinys, austas dviem-daugiau-du-arba trimis-daugiau-trim-pynimu, pasižymi puikiu lankstumu ir gali tvirtai prisitaikyti prie netaisyklingų išlenktų paviršių, todėl tai yra įprasta medžiaga rankiniam klojimui{12} įranga. Satino pynimo audinys turi ilgus plaukiojančius siūlus, todėl geras dervos impregnavimas ir didelis gaminio stiprumas, tačiau dėl didelių sąnaudų ribojamas jo naudojimas, visų pirma aukštos klasės aviacijos ir kosmoso kompozicinėse medžiagose ir retai antikorozinėse srityse. Nesuktas pusverpalio audinys, paprastai žinomas kaip languotas audinys, pasižymi stambaus paprasto pynimo, dideliu tinklelio dydžiu, stipria apkrovą{18}}atlaikončia galia ir vidutiniu ekonomiškumu, todėl dominuoja sunkių -antikorozinių struktūrinių sluoksnių medžiagų rinkoje.
Atsižvelgiant į verpalų tipą, nesusuktas pusverpalio audinys skirstomas į nesusuktą pusverpalio audinį ir ploną pusverpalio audinį. Nesusuktas pusverpalio audinys turi tvirtą verpalų korpusą ir puikų atsparumą tempimui. Jis naudojamas daugiau nei 90 % antikorozinio stiklo pluošto projektų. Puikus pusverpalio audinys turi subtilų ir lygų paviršių, pirmiausia naudojamas elektroninėms izoliacinėms medžiagoms ir stiklo pluošto paviršiaus apdailai. Pagal nacionalinį standartą GB/T 18370-2014, šarminis{7} audinys vadinamas EWR, o vidutinis-šarminis audinys vadinamas CWR, palengvinantis pramonės atranką ir įsigijimą. Dažniausiai naudojamos inžinerinės specifikacijos apima 01, 02, 04, 06 ir 08 audinius. 01 ir 02 audiniai yra atitinkamai tik 0,1 mm ir 0,2 mm storio ir dažniausiai naudojami vietiniam remontui ir plono{21}}sluoksnio apsaugai nuo korozijos. 400g/㎡}apsaugai nuo korozijos specifikaciją, o 0,6 mm (600 g/㎡) ir 0,8 mm (800 g/㎡) storesni audiniai naudojami įrangos apkrovą laikantiems sluoksniams ir tvirtoms korozijos konstrukcijoms.
II. Subkategorijos ir programosStiklo pluošto kilimėlis
Stiklo pluošto kilimėliai klasifikuojami pagal keturis matmenis: formavimo procesą, pluošto morfologiją, pritaikymą ir kompozicinę struktūrą. Pagal apdorojimo technologiją stiklo pluošto kilimėliai apima susmulkintą sruogų kilimėlį, dygsniuotą-sujungtą kilimėlį, šlapią-paklotą kilimėlį ir adatinį-pramuštą kilimėlį: susmulkintas pluošto kilimėlis formuojamas atsitiktinai klojant ir suklijuojant trumpus susmulkintus pluoštus ir yra dviejų tipų: milteliniai klijai ir emulsiniai klijai; dygsnio-surištas kilimėlis remiasi poliesterio siūlais, kad būtų susiuvami trumpi susmulkinti stiklo pluošto ruošiniai; šlapias -paklotas kilimėlis pasiskolintas iš popieriaus gamybos technologijos, naudojant vandenį pluoštui traukti ir specialius klijus; adata-perforuotas kilimėlis susidaro šukuojant ir perforuojant adatą, todėl vidinė struktūra yra labai porėta. Pagal pluošto morfologiją jie skirstomi į ištisinį gijų kilimėlį (MS) ir susmulkintą pluoštą (MC). Ištisinio gijinio pluošto kilimėlis yra išdėstytas-aštuonios formos ir surištas, o susmulkintų gijų kilimėlyje naudojami 50 mm trumpi pjaustyti pluoštai, atsitiktinai išdėstyti ir suformuoti pagal nacionalinius standartus. vidutinio-šarminio vientiso kilimėlio.
Pagal taikymo scenarijus stiklo pluošto kilimėliai skirstomi į paviršinius, stogo kilimėlius ir filtravimo kilimėlius. Paviršiaus veltinis, kurio storis tik 0,2 mm, o paviršiaus tankis 30{5}}50 g/㎡, po impregnavimo optimizuoja stiklo pluošto paviršiaus tankį, pagerina jo nepralaidumą ir atsparumą korozijai bei išlygina audinio tekstūrą. Stogo dangos veltinis, naudojamas kaip SBS ir APP modifikuotų bituminių ritinių ir stiklo pluošto asfalto čerpių pagrindas, žymiai pagerina hidroizoliacinių medžiagų atsparumą tempimui ir plyšimui. Specialus birus stiklo pluošto veltinis, skirtas oro filtravimui, turi gerai išplėtotus-poras ir didelį dulkių sulaikymą, plačiai naudojamas pramoninėse išmetamųjų dujų ir gryno oro valymo filtravimo pramonėje. Kompozicinis struktūrinis veltinys apima audinį-kompozitinį veltinį, sumuštinį-pagrindinį srautą{10}}kreipiantį veltinį ir adata{12}}perforuotą kompozitinį veltinį. Dėl integruoto audinio -veltinio kompozito optimizuojamas klojimo efektyvumas ir jis dažniausiai naudojamas srautą{14}}orientuojančiuose sluoksniuose ir didelio stiprumo kompozitiniame stiklo pluošte.
Pagrindinės susmulkintų sruogų kilimėlių specifikacijos, skirtos apsaugos nuo korozijos konstrukcijai, yra 200 g, 300 g, 450 g ir 600 g/㎡: 200 g susmulkintų sruogų kilimėlis yra plonas, bet sugeriantis, naudojamas pamušalo pagrindo taisymui; 300 g (1,4–1,6 mm) yra pramonės-standartinis modelis; 450 g storio kilimėlis tinka rezervuaro dugno plokštėms ir sunkios{10}}įrangos pamatams; 600 g itin{12}}didelio gramatūros susmulkintų sruogų kilimėlis statybų metu sunaudoja daug klijų ir dažniausiai naudojamas stipriai{13}}apsaugai nuo korozijos esant ekstremalioms darbo sąlygoms.
III. Stiklo pluošto audinio taikymo procesas
Stiklo pluošto rankomis klojamoje-apsaugoje nuo korozijos naudojama pramonės-standartinė klasikinė sudėtinė sluoksnio struktūra iš kilimėlio + audinys + kilimėlis, kiekvienas sluoksnis atlieka savo specifinę funkciją, kad būtų pasiekta pusiausvyra tarp apsaugos nuo korozijos ir konstrukcijos vientisumo. Apatinis sluoksnis pagamintas iš susmulkintų sruogų kilimėlio, kuris dėl didelio klijų sugeriamumo kaupia dervą, sudarydamas tankų, dervos{5}} turtingą sluoksnį, neleidžiantį prasiskverbti korozinėms terpėms. Viduriniame sluoksnyje naudojamas nesusuktas audinys, kurio susipynusi metmenų ir ataudų struktūra užtikrina bendrą mechaninį stiprumą ir neleidžia antikoroziniam pamušalui įtrūkti veikiant įtempiams. Viršutinis sluoksnis pagamintas iš paviršinio veltinio, kuris užsandarina audinio poras, pagerina gaminio išvaizdą, izoliuoja vidinį pagrindą nuo rūgščių, šarmų ir drėgmės.
Ilgalaikė- statybos praktika apibendrino praktinę skaičiavimo taisyklę: vieno stiklo pluošto kilimėlio sluoksnio storis po dervos impregnavimo ir sukietėjimo yra maždaug lygus gaminio svoriui, padalintam iš 250. Pavyzdžiui, 300 g/m² susmulkintų sruogų kilimėlio storis yra maždaug 1,2 mm. Kuriant 5 mm antikorozinį pamušalą, pakanka keturių 300 g sveriančio susmulkintų pluoštų kilimėlio sluoksnių ir paviršinio veltinio sluoksnio. Tuo tarpu kiekviena austo audinio specifikacija turi fiksuotą dervos suvartojimo diapazoną: 300 g audinio sunaudoja 300–450 g dervos kvadratiniam metrui, 400 g audinio 400–600 g, 600 g audinio 600–900 g ir 800 g audinio 800–1200 g. Šios vertės svyruoja priklausomai nuo statybos įgūdžių, dervos tipo ir aplinkos temperatūros ir gali būti žaliavų įsigijimo ir sąnaudų apskaitos nuoroda.
IV. Inžinerinių medžiagų parinkimo strategijų santrauka
Realiuose projektuose medžiagų parinkimas negali priklausyti tik nuo medžiagos savybių. Reikia visapusiškai atsižvelgti į korozinės terpės rūgštingumą / šarmingumą, temperatūrą, koncentraciją ir dinaminį / statinį slėgį, kartu su projekto biudžetu, numatytu antikorozinio sluoksnio storiu, sluoksnių skaičiumi ir dervos suvartojimu. Nestipriai korozinei aplinkai, pvz., įprastoms nuotekoms, galima pasirinkti šarminius produktus, kad būtų galima kontroliuoti išlaidas; esant atšiaurioms sąlygoms, tokioms kaip stiprios rūgštys, aukšta temperatūra ir stiprūs tirpikliai, pirmenybė teikiama E- serijos audiniams be šarmų ir vinilo esterio dervos. Tinkamas stiklo pluošto audinio ir stiklo pluošto kilimėlio derinys gali ne tik užtikrinti stiklo pluošto antikorozinių pamušalų tarnavimo laiką, bet ir optimizuoti žaliavų sąnaudas bei maksimaliai padidinti stiklo pluošto kompozitinių medžiagų inžinerinę vertę.
