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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 occupe une position de plus en plus forte dans construction moderne. Cela est dû, d'une part, à sa résistance spécifique élevée (le rapport de la résistance à gravité spécifique), d'autre part, haute résistance à la corrosion, résistance au gel, faible conductivité thermique. Les structures où le renfort en fibre de verre est utilisé sont non conductrices, ce qui est très important pour exclure les courants vagabonds et l'électroosmose. En raison de son coût plus élevé par rapport à l'armature en acier, l'armature en fibre de verre est principalement utilisée dans les structures critiques soumises à des exigences particulières. De telles structures comprennent des structures offshore, en particulier les parties de celles-ci qui se trouvent dans la zone de niveau d'eau variable. CORROSION DU BÉTON DANS L'EAU DE MER Action chimique eau de mer due principalement à la présence de sulfate de magnésium, qui provoque deux types de corrosion du béton - la magnésie et le sulfate. Dans ce dernier cas, un sel complexe (hydrosulfoaluminate de calcium) se forme dans le béton, ce qui augmente de volume et provoque la fissuration du béton. Un autre facteur de corrosion important est le dioxyde de carbone, qui est libéré par les substances organiques 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 lavé du béton. L'eau de mer agit plus fortement sur le béton directement au-dessus de la surface 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 subséquente des surfaces exposées entraînent l'accumulation et la croissance de cristaux de sel dans les pores du béton. Ce processus s'accompagne d'une expansion et d'une fissuration du béton. En plus des sels, le béton de surface subit les effets d'une alternance de gel et de dégel, ainsi que d'humidification et de séchage. Dans la zone de niveau d'eau variable, le béton est détruit dans une moindre mesure, en raison de l'absence de corrosion saline. La partie sous-marine du béton, non soumise à l'action cyclique de ces facteurs, est rarement détruite. L'article donne l'exemple de la destruction d'une pile sur pieux en béton armé dont les pieux, hauts de 2,5 m, n'étaient pas protégés dans la zone à horizon d'eau variable. Un an plus tard, la disparition presque complète du béton de cette zone a été découverte, de sorte que la jetée était soutenue par une armature. Sous le niveau de l'eau, le béton est resté en bon état. La possibilité de fabriquer des pieux durables pour les structures offshore réside dans l'utilisation d'un renfort de surface en fibre de verre. En termes de résistance à la corrosion et de résistance au gel, ces structures ne sont pas inférieures aux structures entièrement en matériaux polymères, et ils 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 sélectionnée qu'en fonction de la résistance requise. RENFORTS PRV ET SES TYPES Pour les éléments en béton où une armature en fibre de verre est utilisée, les principes de conception s'appliquent généralement. le fer ouvrages en béton. La classification selon les types de renfort en fibre de verre utilisés est similaire. Le renforcement peut être interne, externe et combiné, qui est une combinaison des deux premiers. L'armature interne non métallique est utilisée dans les structures exploitées dans des environnements agressifs pour l'armature en acier, mais pas 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, des treillis. Il est possible de combiner, par exemple, des tiges et des mailles individuelles, etc. Plus vue simplifiée les renforts en fibre de verre sont des tiges de la longueur souhaitée, qui sont utilisées à la place de l'acier. Non inférieures à l'acier en termes de résistance, les tiges en fibre de verre leur sont nettement supérieures en termes de résistance à la corrosion et sont donc utilisées dans les structures dans lesquelles il existe un risque de corrosion des armatures. Il est possible de fixer des tiges en fibre de verre dans des cadres à l'aide d'éléments en plastique auto-verrouillables ou par attaches. Le renforcement dispersé consiste à introduire dans mélange de béton lors du mélange de fibres coupées (fibres), qui sont réparties de manière aléatoire dans le béton. Par des mesures spéciales, il est possible d'obtenir une disposition directionnelle des fibres. Le béton à armature dispersée est communément appelé béton fibré. Si le renforcement externe ne suffit pas à absorber les charges mécaniques, un renforcement interne supplémentaire est utilisé, qui peut être en fibre de verre ou en métal. RENFORT EXTERNE EN PRV L'idée principale des structures à renforcement externe est que la coque hermétique en fibre de verre protège de manière fiable l'élément en béton des effets de l'environnement extérieur et, en même temps, remplit les fonctions de renforcement, percevant les charges mécaniques. Il existe deux façons d'obtenir des structures en béton dans des coques en fibre de verre. La première consiste en la fabrication d'éléments en béton, leur séchage, puis leur enrobage dans une coque en fibre de verre, au moyen d'un enroulement multicouche avec du matériau en verre (fibre de verre, ruban de verre) avec imprégnation couche par couche de résine. 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 en béton tubulaire. La seconde est basée sur la préfabrication de la coque en fibre de verre et son remplissage ultérieur avec un mélange de béton. La première façon d'obtenir des structures, où le renforcement en fibre de verre est utilisé, permet de créer une compression transversale préliminaire du béton, ce qui augmente considérablement la résistance et réduit la déformabilité de l'élément résultant. Cette circonstance est particulièrement importante, car la déformabilité des structures en béton tubulaire ne permet pas de tirer pleinement parti d'une augmentation significative de la résistance. La compression transversale préliminaire du béton est créée non seulement par la tension des fibres de verre (bien qu'elle constitue quantitativement l'essentiel de l'effort), mais également par le retrait du liant lors de la polymérisation. RENFORT PRV : RÉSISTANCE À LA CORROSION La résistance des plastiques renforcés de verre aux milieux agressifs dépend principalement du type de liant polymère et de fibre. Lors du renforcement interne d'éléments en béton, la résistance des armatures en fibre de verre doit être évaluée non seulement par rapport à environnement externe, mais aussi vis-à-vis de la phase liquide du béton, le béton durcissant étant un milieu 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, la corrosion des fibres de verre n'est pas observée. Dans les structures mouillées, l'alcalinité de l'environnement du béton peut être considérablement réduite en utilisant des ciments avec des additifs minéraux actifs. Des tests ont montré que le renforcement en fibre de verre a une résistance dans un environnement acide de plus de 10 fois et dans des solutions salines de plus de 5 fois supérieure à la résistance du renforcement en acier. Le plus agressif pour le renforcement en fibre de verre est un environnement alcalin. Réduire la résistance 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 est à noter que la nomenclature des matières premières et technologies modernes La production de matériaux polymères permet de réguler les propriétés du liant pour renfort en fibre de verre dans une large gamme et d'obtenir des compositions à perméabilité extrêmement faible, et donc de minimiser la corrosion des fibres. RENFORTS PRV : APPLICATION EN RÉPARATION DE STRUCTURES EN BÉTON ARMÉ Les méthodes traditionnelles de renforcement et de restauration des structures en béton armé sont assez laborieuses et nécessitent souvent un long arrêt de la production. Dans le cas d'un environnement agressif après réparation, il est nécessaire de créer une protection de la structure contre la corrosion. La capacité de fabrication élevée, le temps de durcissement court du liant polymère, la résistance élevée et la résistance à la corrosion du renfort externe en fibre de verre ont déterminé l'opportunité de son utilisation pour renforcer et restaurer les éléments porteurs des structures. Les méthodes utilisées à cette fin dépendent caractéristiques de conception articles réparés. RENFORTS PRV : EFFICACITÉ ÉCONOMIQUE La durée de vie des structures en béton armé sous l'influence d'environnements agressifs est fortement réduite. Les remplacer par de la fibre de verre élimine le coût de révisions, dont les pertes augmentent significativement lorsqu'un arrêt de la production est nécessaire le temps de la réparation. Les investissements dans la construction de structures où le renforcement en fibre de verre est utilisé sont beaucoup plus élevés que ceux pour le béton armé. Cependant, après 5 ans, ils sont rentables et après 20 ans, l'effet économique atteint le double du coût de construction des structures. LITTÉRATURE
profilés en fibre de verre sont visuellement connus, des profils standard conçus pour applications diverses dans la construction et la conception, en fibre de verre. Possédant les mêmes paramètres externes que les profilés en matériaux traditionnels, la fibre de verre profilée présente un certain nombre de caractéristiques uniques. Les profilés en fibre de verre ont l'un des rapports résistance-poids les plus élevés de tout autre produit structurel, ainsi qu'une excellente résistance à la corrosion. Les produits sont très résistants à rayonnement ultraviolet, une large gamme 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, en particulier lorsqu'il est utilisé dans des zones tension dangereuse et dans l'industrie chimique. PRODUCTION DE TUBES ET DE PROFILÉS EN PRV
PROFILS PRV 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 de la fibre à partir de l'encollage (polyéthylène cires, paraffine). L'ensimage est appliqué chez le fabricant de fibres ou de tissus pour préserver la prévention du délaminage pendant le transport et les opérations technologiques. Les résines - polyester, se caractérisent par une faible résistance et un retrait important lors du durcissement, c'est leur inconvénient. Plus - polymérisation rapide contrairement aux époxydes. Cependant, le rétrécissement et la polymérisation rapide provoquent de fortes contraintes élastiques dans le produit et avec le temps, le produit se déforme, le gauchissement est insignifiant, mais sur les produits minces, il donne un éblouissement désagréable d'une surface incurvée - voir n'importe quel kit de carrosserie soviétique pour VAZ. Epoxies - conservent leur forme beaucoup plus précisément, sont beaucoup plus solides, mais plus chères. Le mythe sur le bon marché des époxydes est dû au fait que le coût des une résine époxy par rapport au coût du polyester importé. Les époxys bénéficient également de la résistance à la chaleur. La résistance de la fibre de verre - dépend dans tous les cas de la quantité de verre en volume - la plus durable avec une teneur en verre de 60%, cependant, cela ne peut être obtenu que sous pression et à température. À "froid conditions, il est difficile d'obtenir de la fibre de verre durable. Comme le procédé consiste à coller les fibres avec des résines, les exigences pour les fibres collées sont exactement les mêmes que dans les procédés de collage - dégraissage poussé, élimination de l'eau adsorbée par recuit. Le dégraissage, ou élimination de l'ensimage, peut se faire dans l'essence BR2, le xylène, le toluène, et leurs mélanges. L'acétone n'est pas recommandée en raison de la liaison de l'eau de l'atmosphère et "se mouiller» surface des fibres. En tant que méthode de dégraissage, un recuit à une température de 300 à 400 degrés peut également être utilisé.Dans des conditions amateurs, cela peut être fait comme suit - un tissu enroulé en rouleau est placé dans un flan à partir d'un tuyau de ventilation ou d'un tuyau de drainage galvanisé et chauffé avec une spirale d'une cuisinière électrique placée à l'intérieur du rouleau, vous pouvez utiliser un sèche-cheveux pour enlever la peinture, etc. Après recuit, les matériaux en verre ne doivent pas rester dans l'air, car la surface du tissu de verre absorbe l'eau. Coller. Lors du collage, posez couche sur couche en roulant avec un rouleau en caoutchouc, pressez l'excès de résine, éliminez les bulles d'air en perçant avec une aiguille. Après durcissement, sans retirer de la matrice, il est très souhaitable de réchauffer le produit uniformément - en particulier au stade "gélatinisation" résine. Cette mesure soulagera les contraintes internes et la pièce ne se déformera pas avec le temps. En ce qui concerne le gauchissement - je parle de l'apparition d'éblouissements et non de changements de taille, les dimensions peuvent ne changer que d'une fraction de pour cent mais en même temps donner un fort éblouissement. Faites attention aux kits de carrosserie en plastique fabriqués en Russie - aucun des fabricants "dérange Le résultat est l'été, debout au soleil, en hiver quelques gelées et ... tout est tordu ... même si le nouveau avait l'air super. La vue 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 se voit immédiatement. D'ailleurs, des préimprégnés apparaissent parfois sur le marché - ce sont des feuilles de fibre de verre déjà enduites de résine, il reste à la mettre sous pression et à la chauffer - elles vont se coller entre elles en un beau plastique. Mais le processus de fabrication est plus compliqué, même si j'ai entendu dire que les préimprégnés sont recouverts d'une couche de résine avec un durcisseur et obtiennent d'excellents résultats. ne l'ai pas fait moi-même. Ce sont les concepts de base sur la fibre de verre, la matrice doit être fabriquée conformément au bon sens à partir de tout matériau approprié. J'utilise du plâtre sec "Rotband» il est parfaitement traité, conserve la taille très précisément, après séchage de l'eau, il est imprégné d'un mélange de 40% de résine époxy avec un durcisseur - le reste est du xylène, une fois la résine durcie, ces formes peuvent être polies ou. taille très forte et excellente. Comment décoller le produit de la matrice ? Il est facile à décoller - dans la matrice, avant de coller, faites un trou ou plusieurs, scellez-le avec du ruban adhésif fin. après avoir fabriqué le produit, soufflez de l'air comprimé dans ces trous à tour de rôle - le produit se décollera et s'enlèvera très facilement. Encore une fois, je peux vous dire ce que j'utilise. Résine - ED20 ou ED6 Matériaux auxiliaires - alcool polyvinylique, vaseline de silicone KV Je coupe la fibre de verre en morceaux nécessaires, puis je la plie, je la mets dans un tuyau et j'enflamme le tout avec un élément chauffant tubulaire placé à l'intérieur du rouleau, la nuit est calcinée - tellement pratique. Oui, et voici plus. Contrôle express des résultats - sur une éprouvette lors de la rupture, les fils de verre ne doivent pas dépasser - une rupture en plastique doit être similaire à une rupture en contreplaqué. Eh bien, petits secrets. Le solvant réduit la résistance du plastique et provoque un rétrécissement produit fini. Le support métallique collé dans le plastique doit être en alliages d'aluminium ou en titane - parce que. Très fine couche mastic silicone, et de la fibre de verre, préalablement bien recuite, est pressée contre elle. Le tissu doit coller mais NE DOIT PAS pénétrer. après 20 minutes, ce chiffon est humidifié avec de la résine SANS SOLVANT et les couches restantes sont collées dessus. c'est "combat "La technologie comme mastic silicone, nous avons utilisé le composé soviétique KLT75, résistant aux vibrations, résistant à la chaleur, au gel, résistant à l'eau salée. Préparation d'une surface de métal - Alliage d'aluminium laver dans un solvant propre. mariner dans un mélange de lessive de soude et lessive en poudre, en chauffant la solution à ébullition, si possible, puis dans un alcali faible, par exemple une solution à 5% de potasse caustique ou de sodium, sèche avec chauffage. réchauffer à 200-400 degrés. Après refroidissement, coller dès que possible. Un effet relativement important est obtenu par l'utilisation structures en fibre de verre exposés à diverses substances agressives qui détruisent rapidement les matériaux conventionnels. En 1960, environ 7,5 millions de dollars ont été dépensés pour la fabrication de structures en fibre de verre résistantes à la corrosion rien qu'aux États-Unis (le coût total des plastiques translucides renforcés de verre produits en 1959 aux États-Unis est 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 leur bonne performance économique. Leur poids est bien inférieur à celui de l'acier ou structures en bois, ils sont beaucoup plus durables que ces derniers, sont faciles à construire, à réparer et à nettoyer, peuvent être fabriqués à base de résines auto-extinguibles et les récipients translucides n'ont pas besoin de verres à jauge d'eau. Ainsi, un conteneur de série pour fluides agressifs d'une hauteur de 6 m et d'un diamètre de 3 m pèse environ 680 kg, tandis qu'un conteneur 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, fait partie du poids tuyaux en acier avec la même capacité portante; bien qu'un tuyau en fibre de verre coûte 1,5 fois plus cher à fabriquer, il est plus économique que l'acier, car, selon des sociétés étrangères, la durée de vie de telles structures en acier est calculée en semaines, à partir de en acier inoxydable- pendant des mois, des structures similaires en fibre de verre sont exploitées sans dommage pendant des années. Ainsi, une conduite de 60 mètres de haut et de 1,5 mètre de diamètre est en service depuis la septième année. Plus tôt 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 du tuyau en fibre de verre a été amorti après 16 mois. Un exemple de durabilité dans un environnement agressif sont également les conteneurs en fibre de verre. Des récipients similaires peuvent être trouvés même dans les bains primordiaux russes, car ils ne sont pas affectés par hautes températures, plus d'informations sur divers équipement de qualité pour les bains peuvent être trouvés sur le site http://hotbanya.ru/. Un tel conteneur d'un diamètre et d'une hauteur de 3 m, destiné à divers acides (y compris sulfuriques), d'une température d'environ 80 ° C, fonctionne sans réparation pendant 10 ans, ayant servi 6 fois plus longtemps que le métal correspondant; un seul coût de réparation du dernier sur une période de cinq ans est égal au coût d'un réservoir en fibre de verre. En Angleterre, en République fédérale d'Allemagne et aux Etats-Unis, des conteneurs sous forme d'entrepôts et de réservoirs d'eau de hauteur considérable ont également trouvé une large diffusion. Outre les produits de grande taille indiqués, dans un certain nombre de pays (États-Unis, Angleterre), des tuyaux, des sections de conduits d'air et d'autres éléments similaires destinés à fonctionner dans des environnements agressifs sont fabriqués en série à partir de fibre de verre. |
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