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文檔簡介

1、最全玻璃鋼成型工藝精品文檔玻璃鋼成型工藝(一)手糊成型工藝1 .手糊成型法原理手糊成型工藝又稱接觸成型,是樹脂基復(fù)合材料生產(chǎn)中最早使用和應(yīng) 用最普遍的一種成型方法。手糊成型工藝是以加有固化劑的樹脂混合液為基 體,以玻璃纖維及其織物為增強(qiáng)材料,在涂有脫模劑的模具上以手工鋪放結(jié) 合,使二者粘接在一起,制造玻璃鋼制品的一種工藝方法?;w樹脂通常采用 不飽和聚酯樹脂或環(huán)氧樹脂,增強(qiáng)材料通常采用無堿或中堿玻璃纖維及其織 物。在手糊成型工藝中,機(jī)械設(shè)備使用較少,它適于多品種、小批量制品的生 產(chǎn),而且不受制品種類和形狀的限制。2 .成型工藝流程圖手糊成型工藝的流程是:先在清理好或經(jīng)過表面處理的模具成型面上

2、涂抹脫模劑,待充分干燥好后,將加有固化劑(引發(fā)劑)、促進(jìn)劑、顏料糊等 助劑并攪拌均勻的膠衣或樹脂混和料,涂刷在模具成型面上,隨后在其上鋪放 裁剪好的玻璃布(氈)等增強(qiáng)材料,并注意浸透樹脂、排除氣泡。重復(fù)上述鋪 層操作,直到達(dá)到設(shè)計(jì)厚度,然后進(jìn)行固化脫模、后3 .成型設(shè)備手糊成型工藝所用的設(shè)備較少,制作模型的設(shè)備有木工車床、木工刨 床、木工圓鋸;脫模一般會用到空氣壓縮機(jī)、吊裝設(shè)備等。(二)模壓成型法1 .模壓成型法原理熱固性模壓成型是將一定量的模壓料加入預(yù)熱的模具內(nèi),經(jīng)加熱加壓 固化成型塑料制品的方法。其基本過程是:將一定量經(jīng)一定預(yù)處理的模壓料放 入預(yù)熱的模具內(nèi),施加較高的壓力使模壓料填充模腔。

3、在一定的壓力和溫度下 使模壓料逐漸固化,然后將制品從模具內(nèi)取出,再進(jìn)行必要的輔助加工即得產(chǎn) 品。2 .成型工藝流程圖模壓成型工藝主要分為壓制前的準(zhǔn)備和壓制兩個(gè)階段,其工藝流程見 圖1.23 .成型設(shè)備(1)浸膠機(jī)制備膠布的主要設(shè)備是浸膠機(jī),由送布架、熱處理爐、浸膠槽、烘干 箱和牽引輾等幾部分組成。根據(jù)熱處理爐和烘干箱放置的位置,可以分為臥式 浸膠機(jī)和立式浸膠機(jī)兩種。(2)預(yù)浸料機(jī)組這一方法所用設(shè)備有切割機(jī)、捏合機(jī)和撕松機(jī)。常用的切割機(jī)類型有 沖床式、砂輪片式、三輾式和單旋轉(zhuǎn)刀輾式。捏合機(jī)的作用是將樹脂系統(tǒng)與纖 維系統(tǒng)充分混合均勻?;旌蠘话愣疾捎?Z槳式結(jié)構(gòu)。在捏合過程中主要控制 捏合時(shí)間和樹

4、脂系統(tǒng)的粘度這兩個(gè)主要參數(shù),有時(shí)在混料室結(jié)構(gòu)中裝有加冷熱 水的夾套,以實(shí)現(xiàn)混合溫度的控制。混合時(shí)間愈長,纖維強(qiáng)度損失愈大,在有 些樹脂系統(tǒng)中,過長的捏合時(shí)間還會導(dǎo)致明顯的熱效應(yīng)產(chǎn)生?;旌蠒r(shí)間過短, 樹脂與纖維混合不均勻。樹脂粘度控制不當(dāng),也影響樹脂對纖維的均勻浸潤及 滲透速度,而且也會對纖維強(qiáng)度帶來一定的影響。撕松機(jī)的主要作用是將捏合后的團(tuán)狀物料進(jìn)行蓬松。撕松機(jī)主要由進(jìn)料輾和一對撕松輾組成,通過撕松輾的反向運(yùn)動將送入的料團(tuán)撕松。(3)片狀模塑料機(jī)組一個(gè)完整的SMC機(jī)組,大體由機(jī)架、輸送系統(tǒng)、PE薄膜供給裝置、刮刀、玻璃纖維切割器、浸漬和壓實(shí)裝置、收卷裝置等7個(gè)主要部分和玻璃纖維紗架、樹脂糊的制

5、備及喂入系統(tǒng)、靜電消除器等3個(gè)必備輔助系統(tǒng)組成。(4)壓機(jī)壓機(jī)是模壓成型的主要設(shè)備。壓機(jī)的作用是提供成型時(shí)所需要的壓力以及開模脫出制品時(shí)所需的脫模力,現(xiàn)大多采用液壓機(jī)。(三)纏繞成型法1 .纏繞成型法原理纖維纏繞工藝是樹脂基復(fù)合材料的主要制造工藝之一。是一種在控制張力和預(yù)定線型的條件下,應(yīng)用專門的纏繞設(shè)備將連續(xù)纖維或布帶浸漬樹脂膠 液后連續(xù)、均勻且有規(guī)律地纏繞在芯?;騼?nèi)襯上,然后在一定溫度環(huán)境下使之 固化,成為一定形狀制品的復(fù)合材料成型方法。2 .成型工藝流程圖纖維纏繞成型工藝示意圖如圖1.4所示:纖維纏繞機(jī)是纖維纏繞技術(shù)的主要設(shè)備,纖維纏繞制品的設(shè)計(jì)和性能要通過纏繞機(jī)來實(shí)現(xiàn)。按控制形式纏繞機(jī)

6、可分為機(jī)械式纏繞機(jī)、數(shù)字控制纏繞 機(jī)、微機(jī)控制纏繞機(jī)及計(jì)算機(jī)數(shù)控纏繞機(jī),這實(shí)際上也是纏繞機(jī)發(fā)展的四個(gè)階 段。目前最常用的主要是機(jī)械式和計(jì)算機(jī)數(shù)控纏繞機(jī)。纖維纏繞機(jī)是纖維纏繞 工藝的主要設(shè)備,通常由機(jī)身、傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等幾部分組成。輔助設(shè)備 包括浸膠裝置、張力測控系統(tǒng)、紗架、芯模加熱器、預(yù)浸紗加熱器及固化設(shè)備 等。(四)拉擠成型工藝1 .拉擠成型原理拉擠成型工藝是通過牽引裝置的連續(xù)牽引,使紗架上的無捻玻璃纖維 粗紗、氈材等增強(qiáng)材料經(jīng)膠液浸漬,通過具有固定截面形狀的加熱模具后,在 模具中固化成型,并實(shí)現(xiàn)連續(xù)出模的一種自動化生產(chǎn)工藝。對于固定截面尺寸的玻璃鋼制品而言,拉擠工藝具有明顯的優(yōu)越性。首

7、先,由于拉擠工藝是一種自動化連續(xù)生產(chǎn)工藝,與其它玻璃鋼生產(chǎn)工藝相 比,拉擠工藝的生產(chǎn)效率最高;其次,拉擠制品的原材料利用率也是最高的, 一般可在95%以上。另外,拉擠制品的成本較低、性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定、外表 美觀。由于拉擠工藝具有這些優(yōu)點(diǎn),其制品可取代金屬、塑料、木材、陶瓷等 制品,廣泛地應(yīng)用于化工、石油、建筑、電力、交通、市政工程等領(lǐng)域。2 .成型工藝流程圖增強(qiáng)材料(玻璃纖維無捻粗紗、玻璃纖維連續(xù)氈及玻璃纖維表面氈 等)在拉擠設(shè)備牽引力的作用下,在浸膠槽充分浸漬膠液后,由一系列預(yù)成型 模板合理導(dǎo)向,得到初步的定型,最后進(jìn)入被加熱了的金屬模具,模具高溫的 作用下反應(yīng)固化,從而可以得到連續(xù)的、表

8、面光潔、尺寸穩(wěn)定、強(qiáng)度極高的玻 璃鋼型材。3 .成型設(shè)備實(shí)現(xiàn)拉擠工藝的設(shè)備主要是拉擠機(jī),拉擠機(jī)大體可分為臥式和立式兩 類。一般情況下,臥式拉擠機(jī)結(jié)構(gòu)比較簡單,操作方便,對生產(chǎn)車間結(jié)構(gòu)沒有 特殊的要求。而且臥式拉擠機(jī)可以采用各種固化成型方法(如熱模法、高頻加 熱固化等),因此它在拉擠工業(yè)中應(yīng)用較多。立式拉擠機(jī)的各工序沿垂直方向 布置,主要用于制造空心型材,這是由于在生產(chǎn)空心型材時(shí)芯模只能一端支 承,另一端為自由無支承端,因此立式拉擠機(jī)不會因?yàn)樾灸冶巯麓苟斐衫?擠制品壁厚不均勻;這種拉擠機(jī)由于局限性較大,生產(chǎn)的產(chǎn)品單一,己經(jīng)不再 使用。無論是臥式還是立式拉擠機(jī),它們都主要由送紗裝置、浸漬裝置、

9、成型 模具與固化裝置、牽引裝置、切割裝置等五部分組成,它們對應(yīng)的工藝過程分 別是排紗、浸漬、入模與固化、牽引、切割。收集于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)請聯(lián)系管理員刪除FRP模具制作工藝是以液態(tài)的環(huán)氧樹脂與有機(jī)或無機(jī)材料混合作為基體材料并以原型為基準(zhǔn),手工逐層糊制模具的一種制模方法。 手糊成型FRP模具的具體 工藝過程如下:(1)分型面的設(shè)計(jì)分型面設(shè)計(jì)是否合理,對工藝操作難易程度、模具的糊制和制件質(zhì)量都有很大 的影響。一般情況下,根據(jù)原型特征,在確保原型能順利脫模及模具上、下兩部分 安裝精度的前提下,分型面的位置及形狀應(yīng)盡可能簡單。因此,要正確合理地選擇 分型面和澆口的位置,嚴(yán)禁出現(xiàn)倒拔模斜度,以免無法脫模。

10、沿分型面用光滑木板 固定原型,以便進(jìn)行上下模的分開糊制。在原型和分型面上涂刷脫模劑時(shí),一定要 涂均勻、周到,須涂刷23遍,待前一遍涂刷的脫模劑干燥后,方可進(jìn)行下一遍涂 刷。(2)涂刷膠衣層待脫模劑完全干燥后,將模具專用膠衣用毛刷分兩次涂刷,涂刷要均勻,待第一 層初凝后再涂刷第二層。膠衣為黑色,膠衣層總厚度應(yīng)控制在016mm左右。在 這里要注意膠衣不能涂太厚,以防止表面裂紋和起皺。(3)樹脂膠液配制根據(jù)常溫樹脂的粘度,可對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱。然后以100份WSP6101型 環(huán)氧樹脂和810份(質(zhì)量比)丙酮(或環(huán)氧丙烷丁基醴)混合于干凈的容器中,攪 拌均勻后,再加入20份25份的固化劑(固化劑的加入

11、量應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場溫度適當(dāng)增減),迅速攪拌,進(jìn)行真空脫泡1min3min ,以除去樹脂膠液中的氣泡,即可使 用。(4)玻璃纖維逐層糊制待膠衣初凝,手感軟而不粘時(shí),將調(diào)配好的環(huán)氧樹脂膠液涂刷到膠凝的膠衣上, 隨即鋪一層短切氈,用毛刷將布層壓實(shí),使含膠量均勻,排出氣泡。有些情況下,需 要用尖狀物,將氣泡挑開。第二層短切氈的鋪設(shè)必須在第一層樹脂膠液凝結(jié)后進(jìn) 行。其后可采用一布一氈的形式進(jìn)行逐層糊制,每次糊制23層后,要待樹脂固 化放熱高峰過了之后(即樹脂膠液較粘稠時(shí),在20 C一般60min左右),方可進(jìn) 行下一層的糊制,直到所需厚度。糊制時(shí)玻璃纖維布必須鋪覆平整,玻璃布之間的 接縫應(yīng)互相錯(cuò)開,盡量不要在

12、棱角處搭接。要嚴(yán)格控制每層樹脂膠液的用量,要既能充分浸潤纖維,又不能過多。含膠量高,氣泡不易排除,而且固化放熱大,收縮率 大。含膠量低,容易分層。第一片模具固化后,切除多余飛邊,清理模具及另一半 原型表面上的雜物,即可打脫模劑,制作膠衣層,放置注射孔與排氣孔,進(jìn)行第二片 模具的糊制。待第二片模具固化后,切除多余的飛邊。為保證模具有足夠的強(qiáng)度 避免模具變形。可適當(dāng)?shù)卣辰Y(jié)一些支撐件、緊固件、定位銷等以完善模具結(jié) 構(gòu)。(5)脫模修整在常溫(20 C左右)下糊制好的模具,一般48h基本固化定型,即能脫模。在脫 模時(shí),嚴(yán)禁用硬物敲打模具,盡可能使用壓縮空氣斷續(xù)吹氣,以使模具和母模逐漸 分離。脫模后視模具

13、的使用要求,可在模具上做些鉆孔等機(jī)械加工,尤其是在澆注 或注塑時(shí)材料不易充滿的死角處,在無預(yù)留氣孔的情況下,一定要鉆些氣孔。然后 進(jìn)行模具后處理,一般用400 #1200 #水砂紙依次打磨模具表面,使用拋光機(jī) 對模具進(jìn)行表面拋光。所有的工序完成之后模具即可交付使用。需要注意的幾點(diǎn),一,母模要光滑,第二,脫模劑要均勻,第三,做第一層的時(shí)候不能有氣泡,第四,要仔細(xì)打磨,當(dāng)然中間還有很多細(xì)節(jié)的東西,不可能一一列舉玻璃鋼層壓成型工藝層壓成型是將預(yù)浸膠布按照產(chǎn)品形狀和尺寸進(jìn)行剪裁、疊加后,放入兩個(gè) 拋光的金屬模具之間,加溫加壓成型復(fù)合材料制品的生產(chǎn)工藝。它是復(fù)合材料 成型工藝中發(fā)展較早、也較成熟的一種成

14、型方法。該工藝主要用于生產(chǎn)電絕緣 板和印刷電路板材?,F(xiàn)在,印刷電路板材已廣泛應(yīng)用于各類收音機(jī)、電視機(jī)、 電話機(jī)和移動電話機(jī)、電腦產(chǎn)品、各類控制電路等所有需要平面集成電路的產(chǎn) 品中。層壓工藝主要用于生產(chǎn)各種規(guī)格的復(fù)合材料板材,具有機(jī)械化、自動 化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn),但一次性投資較大,適用于批量生產(chǎn),并且 只能生產(chǎn)板材,且規(guī)格受到設(shè)備的限制。層壓工藝過程大致包括:預(yù)浸膠布制備、膠布裁剪疊合、熱壓、冷 卻、脫模、加工、后處理等工序一種新型FRP制品能夠解決傳統(tǒng)層壓板或濕法手糊系統(tǒng)無法解決的許多結(jié)構(gòu)修復(fù)和翻新工程方面的問題。QuakeWrap公司總裁Mo Ehsani教授討論了這種 “超級層壓

15、板”的優(yōu)勢。20世紀(jì)80年代晚期,亞利桑那大學(xué)的研究者們首次開始纖維增強(qiáng) 復(fù)合材料(FRP)層壓板外部粘結(jié)加固的研究,并發(fā)表了第一篇論文。1989年LomaPrieta地震中,許多橋梁倒塌以后,加州交通部開始尋求橋墩的加固方案。于是,該研究小組第一次將他們的研究成果付諸實(shí)踐,即用FRP從外面包裹住這些橋墩。當(dāng)初被許多人懷疑的這種不同尋常的方法,自那時(shí)起逐漸成為世界范圍內(nèi)用于結(jié)構(gòu)修復(fù)和翻新的主流技術(shù)。針對FRP制品的全球性研究風(fēng)潮和開發(fā)行動,引發(fā)了大量國際性研討會的召開,以及美國土木工程學(xué)會(ASCE)復(fù)合材料建筑(Journal ofComposites for Construction )雜

16、志在1997年的創(chuàng)刊。FRP制品的高拉伸強(qiáng)度、輕量、耐久性和多功能性使其成為許多翻新工程的首選材料。全世界有大量的建筑、橋梁、管道采用 FRP制品進(jìn)行過修復(fù)。隨著設(shè)計(jì)規(guī)范的 發(fā)表,F(xiàn)RP不再是一種實(shí)驗(yàn)性產(chǎn)品,而是受到良好認(rèn)可的建筑材料。目前采用 的FRP制品形式可以分為兩類:織物預(yù)固化制品織物在該領(lǐng)域內(nèi)具有最廣泛的用途,主要采用濕法手糊工藝安裝。該方法需要 由受過專門培訓(xùn)的技術(shù)人員準(zhǔn)備好樹脂,然后用樹脂浸漬織物,最后再將其鋪 放到結(jié)構(gòu)部件上??椢镌诠袒氨仨氄J(rèn)真去除其中的所有氣泡。因此,手糊 FRP制品的最終強(qiáng)度主要取決于安裝質(zhì)量。預(yù)固化制品是在工廠內(nèi)制成的,質(zhì)量可控且穩(wěn)定。較高的纖維/樹脂比

17、也為這些制品提供了高于手糊制品的強(qiáng)度和硬度。預(yù)固化制品有加強(qiáng)筋和單向?qū)訅簬煞N類型。后者寬度通常在75-100毫米(3-4英寸)之間,厚度大約為1.3毫 米(0.05英寸)(圖1)。在建筑修復(fù)領(lǐng)域,通常使用環(huán)氧膠將層壓帶粘結(jié)在 結(jié)構(gòu)部件的外表面上。圖1 .從左至右:碳纖維和玻纖超級層壓板;碳纖維層壓帶雖然層壓帶相對于手糊制品具有安裝簡便、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn),但其應(yīng)用相對來說還是有限的,原因有兩個(gè):帶有單向增強(qiáng)材料的層壓帶只適用于梁和平板的彈性增強(qiáng),以及某些梁的剪切增強(qiáng);層壓帶的硬度不允許它們卷成直徑小于 750毫米(30英寸)的卷。(后面將談到,這是其無法涉足某些應(yīng)用的主要限制。)目前用于生產(chǎn)層壓帶

18、的設(shè)備和技術(shù)不適合制造大型層壓板。因此,解決層壓帶 的上述缺陷很有必要超級層壓板20年來,建筑工程師一直在濕法手糊工藝中采用織物或直接使用層壓帶。這些 材料本身就存在局限,從而限制了結(jié)構(gòu)工程師為某些應(yīng)用提出經(jīng)濟(jì)高效的解決 方°“超級層壓板”是新一代的FRP制品,由作者開發(fā)的這一材料克服了層壓帶的 上述缺陷。下文將會講到,這些制品解決了多年來困擾工程師和建筑專家的問 題。某些情況下,沒有超級層壓板就不可能有解決方案。超級層壓板采用專門的設(shè)備制成。寬達(dá) 1.5米(60英寸)的碳纖維板或玻纖織 物由樹脂浸漬后,通過一個(gè)壓床時(shí),在均勻的熱量和壓力下,形成層壓板。超級層壓板(圖1)相對于傳統(tǒng)層

19、壓材料具有三大優(yōu)勢。首先,單向或雙軸向織 物使層壓板同時(shí)具有橫向和縱向的強(qiáng)度,這一巨大優(yōu)勢使其進(jìn)入許多新的應(yīng)用領(lǐng)域。第二,它們比傳統(tǒng)層壓帶薄得多,基本厚度為 0.66毫米( 0.025英寸),可以很容易卷成直徑為 300毫米(12英寸)甚至更小的卷。最后,鋪層的數(shù)量和模式可以調(diào)節(jié),從而生產(chǎn)出完全定制的產(chǎn)品,節(jié)約大量的制造時(shí)間 和成本(圖2)。圖2. 一片超級層壓板中可以結(jié)合多層織物圖1顯示了一卷3英尺(90厘米)寬的碳纖維超級層壓板和一卷 4英尺(120厘米)寬的玻纖超級層壓板,最右邊是傳統(tǒng)的 3英寸(7.6厘米)寬的碳纖維層壓帶。超級層壓板的彈性很好,可以卷成很小的直徑,大型碳纖維板的一角很

20、容易折疊起來。超級層壓板可以使 FRP制品在建筑工程領(lǐng)域的認(rèn)可度獲得巨大提升。某些建筑方面的難題只有超級層壓板可以解決。管道的增強(qiáng)ASCE于2009發(fā)布的關(guān)于美國基礎(chǔ)設(shè)施的報(bào)告指出,管道的泄漏每天導(dǎo)致大約70億加侖( 260億升)的清潔飲用水白白流失。止匕外,輸水管網(wǎng)和石油、化 工、電力行業(yè)的許多管道都出現(xiàn)了老化,需要修復(fù)或增強(qiáng)。這些管道通常承受著一定的壓力,鋼筋混凝土中增強(qiáng)材料的老化或厚度的減小,使得管道對內(nèi)部環(huán)向應(yīng)力的抵抗強(qiáng)度下降。如果不加留意,發(fā)生故障的后 果是非常嚴(yán)重的,可能會使整個(gè)地區(qū)被水淹沒,或者導(dǎo)致工廠的緊急停機(jī)。過去的管道增強(qiáng)方法是在管道內(nèi)表面鋪設(shè)一層或多層碳纖維織物。這些織物

21、可 以在環(huán)向和縱向?yàn)楣艿捞峁┳銐虻膹?qiáng)度。但是,濕法手糊工藝速度緩慢,工期 長,這是該方法的主要缺陷,特別是在管道比較長的情況下。超級層壓板相對于濕法手糊系統(tǒng)具有幾大優(yōu)勢。首先,產(chǎn)品的機(jī)械性能可以在 安裝到管道內(nèi)之前進(jìn)行獨(dú)立測試,以便剔除有瑕疵的產(chǎn)品。這一點(diǎn)手糊方法是 做不到的。在后面介紹的案例中,樣品先在安裝現(xiàn)場制備好,幾天后才進(jìn)行測 試。如果有質(zhì)量問題,就會浪費(fèi)大量的時(shí)間和金錢。超級層壓板在生產(chǎn)工廠內(nèi) 就進(jìn)行質(zhì)量控制,能夠?yàn)楣さ刂苯庸?yīng)成品。第二,超級層壓板大大縮短了施工時(shí)間,因?yàn)樽詈臅r(shí)的工作(即織物的浸漬和氣泡的消除)是在制造工廠內(nèi)完成的,而不是在管道內(nèi)。QuakeWrap公司銷售的層壓板

22、商標(biāo)為PipeMedictm ,可以根據(jù)每個(gè)工程的需要提前生產(chǎn),通過人工檢修口置入管道內(nèi)。層壓板的彈性很好,可以卷成小卷穿過直徑為600毫米(24英寸)的人工檢修口。進(jìn)入管道后,卷就會自動打開,超級層壓板的彈性效應(yīng)使其緊貼管道內(nèi)壁一一就像一個(gè)受壓的彈簧。沒有氣泡需要去除。安裝現(xiàn)場也不需要大型樹脂設(shè)備。第三,一種層壓板中可以采用多層織物,進(jìn)一步縮短施工時(shí)間。例如,為防止 鋼質(zhì)管道發(fā)生電偶腐蝕而進(jìn)行的加固,通常需要在管道內(nèi)壁先鋪設(shè)一層玻纖織 物,然后再鋪設(shè)碳纖織物。這種防護(hù)層可以在生產(chǎn)過程中直接置入超級層壓板 中,從而避免在現(xiàn)場鋪設(shè)兩層織物的麻煩,只需要一層超級層壓板即可。在其 他應(yīng)用中,可能需要

23、不止一層碳纖維織物進(jìn)行加固,同樣,多層的織物也可以結(jié)合到一片層壓板中。以上方法為極大地提高了管道翻新的效率,通??梢怨?jié)約80%以上的施工時(shí)問。修復(fù)時(shí)間的顯著縮短,使大型翻新工程得以實(shí)施。例如,水務(wù)部門不可能 承受傳統(tǒng)濕法手糊修復(fù)所需要的長時(shí)間的停機(jī)。安裝時(shí),首先在超級層壓板的反面涂覆一層環(huán)氧樹脂膠,然后將其粘貼到管道內(nèi)壁(圖3)。由于超級層壓板是預(yù)固化的,因此省略了除泡過程。在不同直 徑的管道內(nèi),卷起的超級層壓板可以很容易地緊貼在管壁上。超級層壓板可以 一環(huán)一環(huán)地沿著管道鋪設(shè),環(huán)的寬度最寬達(dá) 1.5米(60英寸)。環(huán)的連續(xù)性依 靠環(huán)向和縱向上充分的重合長度來實(shí)現(xiàn)。因此,管道內(nèi)會很快形成一個(gè)在環(huán)

24、向 和縱向都具有足夠強(qiáng)度的壓力容器。這是窄的單向?qū)訅簬穸紵o法實(shí)現(xiàn)的。圖3.成卷的層壓板可以放入管道內(nèi),并粘貼在管壁上如果管道直徑較小,人無法進(jìn)入,可以采用“打包”方法來進(jìn)行修復(fù)。將超級 層壓板切割成合適的長度,涂上環(huán)氧樹脂膠,包覆在一個(gè)圓柱形的結(jié)構(gòu)(其外 側(cè)帶有一個(gè)密封的氣囊)上,然后用繩子系住。整個(gè)組合放入管道內(nèi)后,借助 閉路攝像機(jī),將其拉到所需的位置。此時(shí),氣囊就會膨脹,使超級層壓板粘附 到管壁上。幾分鐘后,待氣囊內(nèi)的氣體泄出,即可將圓柱結(jié)構(gòu)移出管道。超級層壓板對于管道直徑的適用性,即“一種尺寸行天下”,為承包商節(jié)約了 大量的時(shí)間和成本。目前市場上銷售的大多數(shù)以內(nèi)襯形式修復(fù)或加固管道的

25、產(chǎn) 品,具有統(tǒng)一的直徑,不能用于不同尺寸的管道內(nèi)?;炷练街男迯?fù)在方形柱體外側(cè)包裹FRP (甚至鋼材)護(hù)套效果并不好。因?yàn)橹强梢院芎玫?封閉起來,但側(cè)面的密封效果相對而言并不好。因此,主要的問題就是如何在 方形柱子周圍制造一個(gè)圓柱形的 FRP護(hù)套。當(dāng)然,可以使用一個(gè)臨時(shí)的框架在方柱周圍澆筑混凝土使其變成圓柱,移走框 架后,再用FRP包裹住圓柱。但是這種方法非常耗時(shí),成本又高。如圖4所示,超級層壓板使這一難題迎刃而解。為便于操作,可以選用較窄的 超級層壓板(例如600毫米寬)從柱子底部開始形成護(hù)套。圖4.混凝土方柱上包裹一層連續(xù)的超級層壓板,12形成一個(gè)圓柱結(jié)構(gòu)的護(hù)套。重疊相接部分通常是超級

26、層壓板寬度的一半,在本案例中也就是300毫米 英尺)。在護(hù)套背面涂上一層環(huán)氧樹脂膠,將其一圈圈卷至柱子頂端。為防止 頂端在彈性效應(yīng)下散開,可以用一根浸潤過樹脂的纖維帶在護(hù)套頂端纏繞幾 圈。這樣形成的堅(jiān)固無縫的結(jié)構(gòu)護(hù)套在橫向和縱向上都具有一定的強(qiáng)度和硬度。超 級層壓板中的縱向纖維為柱子的側(cè)面(環(huán)向)提供保護(hù);沿柱子軸向排列的橫 向纖維有300毫米的重疊長度,為柱子提供連續(xù)的增強(qiáng)。螺旋升角導(dǎo)致的性能 的輕微下降可以通過簡單的幾何學(xué)計(jì)算出來。護(hù)套和柱體之間的環(huán)形間隙可以 用樹脂或水泥灰漿填充起來,如有需要,可以施加壓力,以進(jìn)一步加固柱體。實(shí)際上,這種方法也可用于腐蝕老化圓柱的加固。現(xiàn)在,腐蝕的鋼柱一

27、旦修復(fù),就要澆筑一層混凝土使其恢復(fù)原來的圓柱形狀,然后再使用FRP織物進(jìn)行包覆。超級層壓板可以省略這一步驟,因?yàn)樗梢灾苯影苍诒砻娌黄秸闹w外側(cè),形成一層光滑的圓柱形外殼。外殼與圓柱之間的空隙可以注入樹脂或 填充灰漿。鋼柱的修復(fù)在腐蝕性工業(yè)環(huán)境中(例如采礦),鋼柱會由于腐蝕導(dǎo)致性能損失,令人擔(dān)憂。即使在未發(fā)生腐蝕時(shí),彎曲載荷往往也限制了鋼柱的性能。據(jù)說,超級層壓板出現(xiàn)之前,還沒有使用FRP對其進(jìn)行加固的先例。與混凝土柱體的加固方法相同,鋼柱也可以采用連續(xù)護(hù)套來進(jìn)行加固,環(huán)形空隙用灰漿來填充(圖5)。這樣形成的復(fù)合材料(混凝土 +鋼)柱體具有較大的承載能力,而且抗壓性能和彎曲載荷都有提升。圖5.鋼柱包裹在由超級層壓板制成的圓柱形無縫結(jié)構(gòu)護(hù)套內(nèi)水下樁的修

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