Istraživanje primjene tkanine od stakloplastike i prostirke od stakloplastike u anti-korozijskom inženjerstvu od stakloplastike
Stakloplastika, ili skraćeno plastika ojačana staklenim vlaknima (GFRP), poznata je po svojoj izvrsnoj mehaničkoj čvrstoći i otpornosti na koroziju i smatra se jednim od tri glavna materijala za oblaganje u industriji protiv-korozije, uz ciglu i gumu. Iz perspektive strukture kompozitnog materijala, GFRP nalikuje armiranom betonu: epoksidna smola, nezasićeni poliester i vinil esterske smole djeluju kao "beton", dok tkanina od stakloplastike i podloga od stakloplastike služe kao podloga za pojačanje, djelujući kao "čelična armatura". Zajedno čine zaštitnu barijeru za-opremu otpornu na koroziju, spremnike i kemijske bazene, pronalazeći sve veću primjenu u području kemijske zaštite od korozije.
I tkanina od stakloplastike i podloga od stakloplastike dijele iste sirovine, prvenstveno kvarcni pijesak, soda pepeo, topilo i stabilizatore. Oni se tope u visoko{1}}temperaturnoj peći kako bi se stvorilo rastaljeno staklo, koje se zatim uvlači u kontinuirane staklene niti kroz šablonu. Naknadnom obradom oni se razlikuju u dvije vrste proizvoda. Tkanina od stakloplastike tkana je od ovih filamenata u jednoj osnovi; Mat od stakloplastike, s druge strane, ima ove filamente izrezane na približno 50 mm kratke niti, povezane vezivom u prahu ili emulziji, a zatim zagrijavane i oblikovane u pećnici. Ove različite tehnike obrade rezultiraju različitim performansama proizvoda i primjenjivim scenarijima.
I. Klasifikacija i karakteristike izvedbeTkanina od stakloplastike
Tkanina od stakloplastike postoji u mnogim varijantama, a industrija je uglavnom klasificira prema tri dimenzije: sastavu sirovina, procesu tkanja i specifikacijama pređe.
Na temelju sastava staklene sirovine, može se podijeliti na E tkaninu-bez alkalija, srednje-alkalnu C tkaninu, visoko-alkalnu tkaninu i AR tkaninu-otpornu na alkalije. Alkalna-tkanina od stakloplastike tipa E-ima sadržaj oksida alkalnog metala manji od 0,8%, pokazujući izvrsnu otpornost na vodu, izolaciju i mehanička svojstva, što je čini preferiranim materijalom za ojačanje za teške-projekte zaštite od kemijske korozije. Srednje{10}}alkalna C-tkanina od stakloplastike ima sadržaj oksida alkalnog metala kontroliran između 11,5% i 12,5%, nudeći superiornu otpornost na kiseline u usporedbi s proizvodima-bez alkalija i niže troškove proizvodnje, ali sa slabijom čvrstoćom i električnim svojstvima. Primarno se koristi za opću zaštitu od korozije, asfaltne vodootporne membranske baze i niske -proizvode od stakloplastike. Visoko{18}}alkalna tkanina od stakloplastike ima sadržaj oksida alkalnog metala veći od 13%, što je čini sklonom koroziji i starenju nakon kontakta s vodom, kiselinama i alkalijama, što rezultira brzim gubitkom čvrstoće. Njegova uporaba u projektima zaštite od korozije izričito je zabranjena propisima, a može se koristiti samo za privremene jednostavne zgrade i izolacijske materijale niske-gradnje. Alkalno-tkanina od stakloplastike tipa AR- koja sadrži cirkonij može se oduprijeti eroziji jakih alkalija tijekom hidratacije cementa, što je čini namjenskom podlogom za GRC cementne komponente od stakloplastike i vanjske zidne dekoracije-u europskom stilu.
Na temelju tehnika tkanja, tkanina od stakloplastike dostupna je u jednostavnom tkanju, keper tkanju, satenskom tkanju i neupredenom rovingu (mrežasta tkanina). Tkanina ravnog tkanja ima jedno-pre-prepletanje pređe osnove i potke, što rezultira gustom i ravnom strukturom s niskom stopom deformacije, što je čini prikladnom za ravne anti-korozijske obloge i vanjske anti{4}}korozivne primjene cijevi. Tkanina od kepera, tkana s dva-preko-dva-ispod ili tri-preko-tri-ispod tkanja, nudi izvrsnu fleksibilnost i može se čvrsto prilagoditi nepravilnim zakrivljenim površinama, što ga čini uobičajenim materijalom za ručno polaganje-konstrukciju ne-standardnih spremnika za skladištenje i nepravilno oblikovana kemijska oprema. Tkanina od satenskog tkanja ima dugu lebdeću pređu, što rezultira dobrom impregnacijom smolom i visokom čvrstoćom proizvoda, ali njezina visoka cijena ograničava njezinu upotrebu, prvenstveno u visoko-zrakoplovnim kompozitnim materijalima i rijetko u anti-korozijskim primjenama. Neupredena roving tkanina, obično poznata kao kockasta tkanina, ima grubo ravno tkanje, veliku veličinu oka, veliku nosivost-opterećenja i umjerenu-isplativost, dominirajući tržištem-protu{21}}korozijskih strukturnih slojeva materijala za teške uvjete rada.
Ovisno o vrsti pređe, neupredena roving tkanina se dijeli na neupredenu roving tkaninu i finu roving tkaninu. Neupredena roving tkanina ima robusnu pređu i izvrsnu vlačnu čvrstoću te se koristi u više od 90% projekata protiv -korozije staklenih vlakana. Fina roving tkanina ima osjetljivu i glatku površinu, prvenstveno se koristi za elektroničke izolacijske materijale i površinsku dekoraciju od stakloplastike. Prema nacionalnom standardu GB/T 18370-2014, tkanina bez-alkalija označena je kao EWR, a tkanina s srednje{18}}lužinama označena je kao CWR, što olakšava odabir i nabavu u industriji. Uobičajeno korištene tehničke specifikacije uključuju 01, 02, 04, 06 i 08 tkanine. 01, a 02 tkanine debele su samo 0,1 mm odnosno 0,2 mm i uglavnom se koriste za lokalne popravke i tanko{21}}slojnu zaštitu od korozije. 400g/㎡ (04 tkanina) je opća-specifikacija zaštite od korozije, dok se 0,6 mm (600 g/㎡) i 0,8 mm (800 g/㎡) deblje tkanine koriste za nosive-slojeve opreme i teške strukture za zaštitu od korozije.
II. Potkategorije i primjeneMat od stakloplastike
Podloge od stakloplastike klasificiraju se prema četiri dimenzije: procesu oblikovanja, morfologiji vlakana, primjeni i strukturi kompozita. Prema tehnologiji obrade, podloge od stakloplastike uključuju podlogu od nasjeckane niti, podlogu-vezanu šavom, podlogu-položenu mokrom-i igla-probušenu podlogu: Podloga od nasjeckane niti nastaje nasumičnim polaganjem i lijepljenjem kratkih nasjeckanih vlakana, a dolazi u dvije vrste: ljepilo u prahu i emulzijsko ljepilo; stitch{4}}bonded mat oslanja se na poliestersku pređu za spajanje kratkih nasjeckanih staklenih vlakana; wet{5}}laid mat posuđuje tehnologiju proizvodnje papira, koristeći vodu za izvlačenje vlakana i posebno ljepilo; igla-bušena prostirka nastaje češljanjem i bušenjem iglom, što rezultira vrlo poroznom unutarnjom strukturom. Prema morfologiji vlakana, dijele se na kontinuirani filament mat (MS) i chopped strand mat (MC). Kontinuirana filamentna mreža postavljena je u obliku-osmice i spojena, dok nasjeckana vlakna koriste 50 mm kratka nasjeckana vlakna nasumično raspoređena i oblikovana, u skladu s nacionalnim standardima EMC-bez nasjeckane niti, CMC srednje-alkalne nasjeckane niti, EMS{13}}bez alkalije kontinuirani mat i CMS srednji-alkalni kontinuirani mat.
Prema scenarijima primjene, prostirke od stakloplastike dijele se na površinske prostirke, krovne prostirke i filterske prostirke. Površinski filc debljine od samo 0,2 mm i površinske gustoće od 30-50g/㎡, nakon impregniranja, optimizira gustoću površine stakloplastike, poboljšava njenu nepropusnost i otpornost na koroziju, te izglađuje teksturu tkanine. Krovni filc, koji se koristi kao osnova za SBS i APP modificirane bitumenske role i asfaltne šindre od stakloplastike, značajno poboljšava otpornost na rastezanje i trganje hidroizolacijskih materijala. Poseban labavi filc od stakloplastike za filtriranje zraka ima dobro-razvijene pore i veliki kapacitet zadržavanja prašine, naširoko se koristi u industriji filtracije industrijskog otpadnog plina i pročišćavanja svježeg zraka. Kompozitni strukturni filc uključuje kompozitni filc od tkanine-filc, sendvič-jezgreni{10}}tečni filc{10}}koji vodi i igla-kompozitni filc. Putem integriranog kompozita od-filca optimizirana je izvedba postavljanja i uglavnom se koristi u slojevima za-vođenje protoka i kompozitu od fiberglasa visoke čvrstoće.
Uobičajene specifikacije za podlogu od nasjeckanih niti za konstrukciju za zaštitu od korozije su 200 g, 300 g, 450 g i 600 g/㎡: podloga od nasjeckanih niti od 200 g tanka je, ali upija, koristi se za popravak baze obloge; 300 g (1,4~1,6 mm) je-standardni model za cijelu industriju; Podloga debljine 450 g prikladna je za ploče dna spremnika i temelje-teške opreme; 600g ultra-visoke gramature usitnjene trake troši veliku količinu ljepila tijekom konstrukcije i uglavnom se koristi za te-zaštitu od korozije u ekstremnim radnim uvjetima.
III. Postupak primjene tkanine od stakloplastike-Kompozitne strukture prostirke u ručnom polaganju-Zaštita od korozije
U konstrukciji za zaštitu od korozije-od fiberglasa koja se ručno postavlja, koristi se-standardna klasična kompozitna struktura slojeva prostirke + tkanine + prostirke, pri čemu svaki sloj obavlja svoju specifičnu funkciju kako bi se postigla ravnoteža između zaštite od korozije i strukturalnog integriteta. Donji sloj izrađen je od nasjeckane niti koja, zbog svoje visoke apsorpcije ljepila, skuplja smolu i oblikuje gusti sloj -bogat smolom, sprječavajući prodiranje korozivnih medija. Srednji sloj koristi neupredenu tkanu tkaninu, čija isprepletena struktura osnove i potke osigurava ukupnu mehaničku čvrstoću, sprječavajući da anti{7}}podstava od korozije pukne pod stresom. Gornji sloj izrađen je od površinskog pusta koji brtvi pore tkanine, poboljšava izgled proizvoda i izolira unutarnju podlogu od kiseline, lužine i vlage.
Dugo-ročna građevinska praksa sažela je praktično pravilo izračuna: debljina jednog sloja stakloplastike nakon impregnacije smolom i stvrdnjavanja približno je jednaka težini proizvoda podijeljenoj s 250. Na primjer, debljina 300 g/m² nasjeckane trake je približno 1,2 mm. Prilikom dizajniranja 5 mm antikorozivne obloge, dovoljna su četiri sloja 300 g nasjeckane niti plus sloj površinskog filca. U međuvremenu, svaka specifikacija tkane tkanine ima fiksni raspon potrošnje smole: tkanina od 300 g troši 300-450 g smole po kvadratnom metru, tkanina od 400 g 400-600 g, tkanina od 600 g 600-900 g, a tkanina od 800 g 800-1200 g. Ove vrijednosti fluktuiraju ovisno o vještini gradnje, vrsti smole i temperaturi okoline i mogu pružiti referencu za nabavu sirovina i obračun troškova.
IV. Sažetak strategija odabira inženjerskih materijala
U stvarnim projektima odabir materijala ne može se oslanjati samo na svojstva materijala. Zahtijeva sveobuhvatno razmatranje kiselosti/lužnatosti, temperature, koncentracije i dinamičkog/statičkog tlaka korozivnog medija, u kombinaciji s proračunom projekta, projektiranom debljinom anti{1}}korozijskog sloja, brojem slojeva i potrošnjom smole. Za blagu korozivnu okolinu kao što je obična otpadna voda, proizvodi na bazi-alkalija mogu se odabrati za kontrolu troškova; za teške uvjete kao što su jake kiseline, visoke temperature i jaka otapala, poželjne su tkanine serije E-bez alkalija u kombinaciji s vinil esterskom smolom. Pravilna kombinacija tkanine od stakloplastike i podloge od stakloplastike ne samo da može osigurati radni vijek anti-korozijskih obloga od stakloplastike, već i optimizirati troškove sirovina i povećati inženjersku vrijednost kompozitnih materijala od stakloplastike.
