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Fabrication de structures en fibre de verre. Profilés en fibre de verre Renfort en fibre de verre et ses types |
Renfort en fibre de verre prend une position de plus en plus forte dans construction moderne. Cela est dû, d'une part, à sa résistance spécifique élevée (le rapport entre la résistance et densité spécifique), d'autre part, une résistance élevée à la corrosion, une résistance au gel, une faible conductivité thermique. Les structures utilisant un renfort en fibre de verre ne sont pas conductrices d’électricité, ce qui est très important pour éliminer les courants vagabonds et l’électroosmose. En raison de son coût plus élevé que le renfort en acier, le renfort en fibre de verre est principalement utilisé dans les structures critiques qui ont des exigences particulières. Ces structures comprennent les structures offshore, en particulier les parties situées dans une zone de niveau d'eau variable. CORROSION DU BÉTON DANS L'EAU DE MER Action chimique eau de mer est principalement causée par la présence de sulfate de magnésium, qui provoque deux types de corrosion du béton : le magnésium et le sulfate. Dans ce dernier cas, un sel complexe (hydrosulfoaluminate de calcium) se forme dans le béton, augmentant de volume et provoquant une fissuration du béton. Un autre facteur de corrosion important est le dioxyde de carbone, qui est libéré par la matière organique lors de la décomposition. En présence de dioxyde de carbone, les composés insolubles qui déterminent la résistance sont convertis en bicarbonate de calcium hautement soluble, qui est éliminé du béton. L'eau de mer agit le plus fortement sur le béton situé directement au-dessus du niveau supérieur de l'eau. Lorsque l’eau s’évapore, un résidu solide reste dans les pores du béton, formé de sels dissous. Le flux constant d'eau dans le béton et son évaporation ultérieure des surfaces ouvertes conduisent à l'accumulation et à la croissance de cristaux de sel dans les pores du béton. Ce processus s'accompagne d'expansion et de fissuration du béton. En plus des sels, le béton de surface subit une alternance de gel et de dégel, ainsi que de mouillage et de séchage. Dans la zone de niveaux d'eau variables, le béton est détruit dans une moindre mesure en raison de l'absence de corrosion saline. La partie immergée du béton, qui n'est pas soumise à l'action cyclique de ces facteurs, est rarement détruite. L'ouvrage donne un exemple de destruction d'un pieu en béton armé dont les pieux, hauts de 2,5 m, n'étaient pas protégés dans la zone d'horizon d'eau variable. Un an plus tard, on a découvert que le béton avait presque complètement disparu de cette zone, de sorte que le pilier n'était soutenu que par des armatures. Au-dessous du niveau de l'eau, le béton est resté en bon état. La possibilité de produire des pieux durables pour les structures offshore réside dans l’utilisation de renforts de surface en fibre de verre. De telles structures ne sont pas inférieures en termes de résistance à la corrosion et de résistance au gel aux structures entièrement constituées de matériaux polymères, et leur sont supérieurs en termes de résistance, de rigidité et de stabilité. La durabilité des structures avec renfort externe en fibre de verre est déterminée par la résistance à la corrosion de la fibre de verre. En raison de l'étanchéité de la coque en fibre de verre, le béton n'est pas exposé à l'environnement et sa composition ne peut donc être choisie qu'en fonction de la résistance requise. RENFORCEMENT DE FIBRES DE FIBRES ET SES TYPES Pour les éléments en béton utilisant un renfort en fibre de verre, les principes de conception sont généralement applicables fer structures en béton. La classification selon les types de renfort en fibre de verre utilisés est similaire. Le renforcement peut être interne, externe ou combiné, qui est une combinaison des deux premiers. Le renfort interne non métallique est utilisé dans les structures exploitées dans des environnements agressifs pour les armatures en acier, mais non agressifs pour le béton. Le renforcement interne peut être divisé en discret, dispersé et mixte. Le renforcement discret comprend des tiges individuelles, des cadres plats et spatiaux et des treillis. Une combinaison est possible, par exemple, de barres et de treillis individuels, etc. La plupart vue simple Les renforts en fibre de verre sont des tiges de la longueur requise, qui sont utilisées à la place de celles en acier. Non inférieures à l'acier en termes de résistance, les tiges en fibre de verre ont une résistance à la corrosion nettement supérieure et sont donc utilisées dans des structures dans lesquelles il existe un risque de corrosion des renforts. Les tiges en fibre de verre peuvent être fixées dans les cadres à l'aide d'éléments en plastique autobloquants ou par fixation. Le renforcement dispersé consiste à introduire mélange de béton lors du mélange de fibres coupées (fibres), qui sont réparties de manière aléatoire dans le béton. Grâce à des mesures spéciales, un agencement directionnel des fibres peut être obtenu. Le béton à armature dispersée est généralement appelé béton fibré. Si le renfort externe n'est pas suffisant pour résister aux charges mécaniques, un renfort interne supplémentaire est utilisé, qui peut être en fibre de verre ou en métal. RENFORT PLASTIQUE DE VERRE EXTERNE L'idée principale des structures avec renfort externe est qu'une coque scellée en fibre de verre protège de manière fiable l'élément en béton des influences environnementales et, en même temps, remplit les fonctions de renforcement, en supportant les charges mécaniques. Il existe deux manières possibles d’obtenir des structures en béton en coques en fibre de verre. La première consiste à fabriquer des éléments en béton, à les sécher, puis à les enfermer dans une coque en fibre de verre, par enroulement multicouche avec du matériau en verre (fibre de verre, ruban de verre) avec imprégnation de résine couche par couche. Après polymérisation du liant, l'enroulement se transforme en une coque continue en fibre de verre et l'ensemble de l'élément en une structure tube-béton. La seconde est basée sur la fabrication préliminaire d'une coque en fibre de verre et son remplissage ultérieur avec un mélange de béton. La première façon d'obtenir des structures utilisant un renfort en fibre de verre permet de créer une compression transversale préalable du béton, ce qui augmente considérablement la résistance et réduit la déformabilité de l'élément obtenu. Cette circonstance est particulièrement importante, car la déformabilité des structures en béton ne permet pas de profiter pleinement de l'augmentation significative de la résistance. La compression transversale préliminaire du béton est créée non seulement par la tension des fibres de verre (bien que quantitativement elle constitue l'essentiel de la force), mais également par le retrait du liant lors du processus de polymérisation. RENFORT VERRE PLASTIQUE : RÉSISTANCE À LA CORROSION La résistance des plastiques en fibre de verre aux environnements agressifs dépend principalement du type de liant polymère et de fibre. Lors du renforcement interne d'éléments en béton, la résistance du renforcement en fibre de verre doit être évaluée non seulement par rapport à environnement externe, mais aussi par rapport à la phase liquide du béton, puisque le béton durcissant est un environnement alcalin dans lequel la fibre d'aluminoborosilicate couramment utilisée est détruite. Dans ce cas, les fibres doivent être protégées par une couche de résine ou des fibres de composition différente doivent être utilisées. Dans le cas de structures en béton non mouillées, aucune corrosion de la fibre de verre n'est observée. Dans les structures mouillées, l'alcalinité de l'environnement du béton peut être considérablement réduite en utilisant des ciments contenant des additifs minéraux actifs. Des tests ont montré que le renfort en fibre de verre a une résistance dans un environnement acide plus de 10 fois et dans des solutions salines plus de 5 fois supérieure à la résistance du renfort en acier. L’environnement le plus agressif pour le renforcement en fibre de verre est un environnement alcalin. Résistance réduite du renfort en fibre de verre dans environnement alcalin se produit à la suite de la pénétration de la phase liquide dans la fibre de verre à travers des défauts ouverts dans le liant, ainsi que par diffusion à travers le liant. Il convient de noter que la nomenclature des substances de départ et technologies modernes La production de matériaux polymères permet de réguler largement les propriétés du liant pour renfort de fibres de verre et d'obtenir des compositions à perméabilité extrêmement faible, et donc de minimiser la corrosion des fibres. RENFORT VERRE-PLASTIQUE : APPLICATION À LA RÉPARATION DE STRUCTURES EN BÉTON ARMÉ Les méthodes traditionnelles de renforcement et de restauration des structures en béton armé demandent beaucoup de main-d'œuvre et nécessitent souvent un long arrêt de la production. Dans le cas d'un environnement agressif, après réparation, il est nécessaire de protéger la structure de la corrosion. Une fabricabilité élevée, un temps de durcissement court du liant polymère, une résistance élevée et une résistance à la corrosion du renfort externe en fibre de verre ont déterminé la faisabilité de son utilisation pour renforcer et restaurer les éléments porteurs des structures. Les méthodes utilisées à ces fins dépendent de caractéristiques de conceptionéléments en cours de réparation. RENFORCEMENT EN FIBRES : EFFICACITÉ ÉCONOMIQUE La durée de vie des structures en béton armé lorsqu'elles sont exposées à des environnements agressifs est fortement réduite. Leur remplacement par du béton de fibre de verre élimine le coût de réparations majeures, dont les pertes augmentent considérablement lorsque la production doit être arrêtée lors de réparations. L'investissement en capital pour la construction de structures utilisant un renfort en fibre de verre est nettement plus élevé que pour le béton armé. Cependant, après 5 ans, ils sont rentabilisés et après 20 ans, l'effet économique atteint le double du coût de construction des structures. LITTÉRATURE
Profilés en fibre de verre sont des profils standard visuellement connus conçus pour diverses applications en construction et en conception, en fibre de verre. Possédant les mêmes paramètres externes que les profilés fabriqués à partir de matériaux traditionnels, les profilés en fibre de verre présentent un certain nombre de caractéristiques uniques. Les profilés en fibre de verre présentent l'un des rapports résistance/poids les plus élevés de tous les produits structurels, ainsi qu'une excellente résistance à la corrosion. Les produits sont très résistants à rayonnement ultraviolet, une large plage de températures de fonctionnement (-100°C à +180°C), ainsi qu'une résistance au feu, ce qui permet l'utilisation de ce matériau dans divers domaines de la construction, notamment lors d'opérations dans des zones tension dangereuse, et dans l'industrie chimique. PRODUCTION DE TUYAUX ET PROFILÉS EN VERRE-PLASTIQUE
PROFILÉS VERRE-PLASTIQUE STALPROM
Concepts de base Mécanismes de résistance : adhésion entre une fibre unique et un polymère (résine) l'adhérence dépend du degré de nettoyage de la surface des fibres par l'agent d'encollage (polyéthylène cires, paraffine). L'encollage est appliqué à l'usine de fabrication de fibres ou de tissus pour éviter le délaminage pendant le transport et les opérations technologiques. Les résines sont du polyester, caractérisées par une faible résistance et un retrait important lors du durcissement, c'est leur inconvénient. Plus - polymérisation rapide, contrairement aux époxydes. Cependant, le retrait et la polymérisation rapide provoquent de fortes contraintes élastiques dans le produit et, avec le temps, le produit se déforme, la déformation est insignifiante, mais sur les produits minces, elle donne des reflets désagréables d'une surface incurvée - voir n'importe quel kit carrosserie soviétique pour les VAZ. Les époxy conservent leur forme avec beaucoup plus de précision, sont beaucoup plus résistantes, mais sont plus chères. Le mythe sur le bon marché des époxy est dû au fait que le coût des produits domestiques résine époxy par rapport au coût du polyester importé. Les époxy bénéficient également de la résistance à la chaleur. La résistance de la fibre de verre - dans tous les cas, dépend de la quantité de verre en volume - la plus durable avec une teneur en verre de 60 pour cent, cependant, cela ne peut être obtenu que sous pression et température. DANS "froid conditions", il est difficile d'obtenir de la fibre de verre durable. Étant donné que le processus consiste à coller des fibres avec des résines, les exigences pour les fibres liées sont exactement les mêmes que pour les processus de collage : dégraissage minutieux, élimination de l'eau adsorbée par recuit. Le dégraissage, ou l'élimination de l'agent de couplage, peut être effectué dans l'essence BR2, le xylène, le toluène et leurs mélanges. L'acétone n'est pas recommandée en raison de la fixation de l'eau de l'atmosphère et "se mouiller» surface en fibre. Comme méthode de dégraissage, vous pouvez également utiliser un recuit à une température de 300 à 400 degrés. Dans des conditions amateurs, cela peut être fait comme ceci : le tissu roulé est placé dans un flan provenant d'un tuyau de ventilation ou d'un drain galvanisé et coupé en spirale. à partir d'une cuisinière électrique placée à l'intérieur du rouleau, vous pouvez utiliser un sèche-cheveux pour enlever la peinture, etc. Après le recuit, les matériaux en verre ne doivent pas être exposés à l'air, car la surface de la fibre de verre absorbe l'eau. Collage. Lors du collage, poser couche par couche en roulant avec un rouleau en caoutchouc, en essorant l'excédent de résine, en éliminant les bulles d'air en perçant avec une aiguille. Après durcissement, sans le retirer de la matrice, il est très souhaitable de chauffer le produit de manière uniforme, notamment au stade "gélatinisation» résine. Cette mesure soulagera les contraintes internes et la pièce ne se déformera pas avec le temps. Concernant le gauchissement - je parle de l'apparition d'éblouissement et non de changements de taille ; les tailles peuvent changer seulement d'une fraction de pour cent mais produire quand même un fort éblouissement. Faites attention aux kits de carrosserie en plastique fabriqués en Russie - aucun des fabricants. "ça dérange« Le résultat est l'été, il y avait du soleil, en hiver il y a eu quelques gelées et... tout avait l'air de travers... même si le nouveau avait l'air superbe. Le spectacle est plus que triste, eh bien, vous voyez de tels produits tous les jours. Ce qui est en acier et ce qui est en plastique est immédiatement évident. D'ailleurs, des préimprégnés apparaissent parfois sur le marché - ce sont des feuilles de fibre de verre déjà enduites de résine ; il suffit de les mettre sous pression et à chaud - elles se colleront pour former un beau plastique. Mais le processus technique est plus compliqué, même si j'ai entendu dire qu'une couche de résine avec un durcisseur est appliquée sur les préimprégnés et que d'excellents résultats sont obtenus. Je ne l'ai pas fait moi-même. Ce sont les concepts de base sur la fibre de verre, réaliser une matrice conformément au bon sens à partir de n'importe quel matériau approprié. J'utilise du plâtre sec "bande rouge"Il est parfaitement traité, conserve la taille très précisément, après séchage de l'eau, il est imprégné d'un mélange de 40 pour cent de résine époxy avec un durcisseur - le reste est du xylène, une fois la résine durcie, ces formes peuvent être polies ou. " très résistant et s'adapte parfaitement. Comment décoller un produit d'une matrice ? Il est facile à décoller : faites un ou plusieurs trous dans la matrice avant de coller et scellez-la avec du ruban adhésif fin. Après avoir fabriqué le produit, soufflez de l'air comprimé dans ces trous un à un - le produit se décollera et s'enlèvera très facilement. Encore une fois, je peux dire ce que j'utilise. Résine - ED20 ou ED6 Matériaux auxiliaires - alcool polyvinylique, silicone Vaseline KV Je coupe la fibre de verre en morceaux requis, puis je l'enroule, je la place dans un tuyau et je calcine le tout avec un élément chauffant tubulaire placé à l'intérieur du rouleau, ça calcine toute la nuit - c'est tellement pratique. Oui, et en voici un autre. Contrôle express des résultats - sur l'éprouvette, lors de la rupture, les fils de verre ne doivent pas dépasser - la cassure du plastique doit être similaire à la cassure du contreplaqué. Eh bien, des petits secrets. Le solvant réduit la résistance du plastique et provoque un retrait produit fini. La fixation métallique collée dans le plastique doit être en alliage d'aluminium ou en titane - car... Beaucoup de choses sont appliquées au produit intégré. couche mince mastic silicone, et un tissu en fibre de verre, préalablement bien recuit, est pressé contre lui. Le tissu doit coller mais NE doit PAS être trempé. au bout de 20 minutes, ce tissu est humidifié avec de la résine SANS SOLVANT et les couches restantes y sont collées. Ce "combat "technologie Comme mastic silicone, nous avons utilisé le composé soviétique résistant aux vibrations KLT75, qui est résistant à la chaleur, au gel et à l'eau salée. Préparation des surfaces métalliques - alliage d'aluminium rincer avec un solvant propre. cornichon dans un mélange de lessive de soude et lessive, en chauffant la solution à ébullition, si possible, puis en la séchant dans un alcali faible, par exemple une solution à 5 % de potassium caustique ou de soude, avec de la chaleur. réchauffer jusqu'à 200-400 degrés. Après refroidissement, coller le plus rapidement possible. Un effet relativement important est obtenu en utilisant structures en fibre de verre, exposé à diverses substances agressives qui détruisent rapidement les matériaux ordinaires. En 1960, environ 7,5 millions de dollars ont été dépensés pour la production de structures en fibre de verre résistantes à la corrosion rien qu'aux États-Unis (le coût total des plastiques translucides en fibre de verre produits aux États-Unis en 1959 était d'environ 40 millions de dollars). L'intérêt pour les structures en fibre de verre résistantes à la corrosion s'explique, selon les entreprises, principalement par leurs bonnes performances économiques. Leur poids est bien inférieur à celui de l'acier ou structures en bois, ils sont beaucoup plus durables que ces derniers, faciles à monter, à réparer et à nettoyer, peuvent être fabriqués à base de résines auto-extinguibles et les récipients translucides ne nécessitent pas de verres de compteur d'eau. Ainsi, un réservoir en série pour fluides agressifs d'une hauteur de 6 m et d'un diamètre de 3 m pèse environ 680 kg, tandis qu'un réservoir en acier similaire pèse environ 4,5 tonnes. tuyau d'échappement d'un diamètre de 3 m et d'une hauteur de 14,3 m destiné à la production métallurgique, il constitue une partie du poids tuyau en acier avec la même capacité portante ; Bien qu'un tuyau en fibre de verre soit 1,5 fois plus cher à fabriquer, il est plus économique que l'acier, car, selon les entreprises étrangères, la durée de vie de telles structures en acier se calcule en semaines, à partir de acier inoxydable- depuis des mois, des structures similaires en fibre de verre fonctionnent depuis des années sans dommage. Ainsi, une canalisation d'une hauteur de 60 m et d'un diamètre de 1,5 m est en exploitation depuis sept ans. Précédemment tuyau installé en acier inoxydable n'a duré que 8 mois, et sa fabrication et son installation n'ont coûté que la moitié du prix. Ainsi, le coût d'un tuyau en fibre de verre a été amorti en 16 mois. Les conteneurs en fibre de verre sont également un exemple de durabilité dans des environnements agressifs. De tels récipients peuvent être trouvés même dans les bains russes traditionnels, car ils ne sont pas influencés par températures élevées, plus d'informations sur divers équipement de qualité pour les bains peuvent être trouvés sur le site Web http://hotbanya.ru/. Un tel conteneur d'un diamètre et d'une hauteur de 3 m, destiné à divers acides (dont sulfurique), avec une température d'environ 80°C, fonctionne sans réparation pendant 10 ans, servant 6 fois plus longtemps que celui en métal correspondant ; les seuls frais de réparation de ce dernier sur une période de cinq ans sont égaux au coût d'un conteneur en fibre de verre. En Angleterre, en Allemagne et aux États-Unis, les conteneurs sous forme d'entrepôts et de réservoirs d'eau d'une hauteur considérable sont également répandus. Outre les produits de grande taille indiqués, dans un certain nombre de pays (États-Unis, Angleterre), des tuyaux, tronçons de conduits d'air et autres éléments similaires destinés à fonctionner dans des environnements agressifs sont produits en série à partir de fibre de verre. |
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