1 Aplicação Principal
A mecha sem torção com a qual as pessoas entram em contato no dia a dia tem uma estrutura simples e é composta por monofilamentos paralelos reunidos em feixes. A mecha sem torção pode ser dividida em dois tipos: sem álcali e com álcali médio, que se distinguem principalmente de acordo com a diferença na composição do vidro. Para produzir mechas de vidro de qualidade, o diâmetro das fibras de vidro utilizadas deve estar entre 12 e 23 μm. Devido às suas características, pode ser usada diretamente na conformação de alguns materiais compósitos, como processos de enrolamento e pultrusão. E também pode ser tecida em tecidos de mecha, principalmente devido à sua tensão muito uniforme. Além disso, o campo de aplicação da mecha cortada também é muito amplo.
1.1.1Roving sem torção para jateamento
No processo de moldagem por injeção de FRP, a mecha sem torção deve ter as seguintes propriedades:
(1) Como o corte contínuo é necessário na produção, é necessário garantir que menos eletricidade estática seja gerada durante o corte, o que requer um bom desempenho de corte.
(2) Após o corte, garante-se a produção da maior quantidade possível de seda crua, garantindo assim alta eficiência na conformação da seda. A eficiência de dispersão da mecha em fios após o corte é maior.
(3) Após o corte, para garantir que o fio cru possa ser totalmente coberto no molde, o fio cru deve ter um bom revestimento de filme.
(4) Como é necessário que seja fácil de enrolar para formar bolhas de ar, é necessário que a resina se infiltre muito rapidamente.
(5)Devido aos diferentes modelos de várias pistolas de pulverização, para se adequar a diferentes pistolas de pulverização, certifique-se de que a espessura do fio bruto seja moderada.
1.1.2Roving sem torção para SMC
O SMC, também conhecido como composto para moldagem de chapas, pode ser encontrado em todos os lugares, como nas conhecidas peças automotivas, banheiras e diversos assentos que utilizam roving SMC. Na produção, existem muitos requisitos para o roving para SMC. É necessário garantir boa rugosidade, boas propriedades antiestáticas e menos lã para garantir que a chapa SMC produzida seja qualificada. Para SMC colorido, os requisitos para o roving são diferentes, e ele deve ser facilmente penetrado na resina com o conteúdo de pigmento. Normalmente, o roving SMC de fibra de vidro comum é de 2400tex, e também existem alguns casos em que é de 4800tex.
1.1.3Roving sem torção para enrolamento
Para produzir tubos de PRFV com diferentes espessuras, surgiu o método de enrolamento em tanque de armazenamento. Para a mecha de enrolamento, ela deve apresentar as seguintes características.
(1) Deve ser fácil de colar, geralmente em formato de fita plana.
(2) Como a mecha geral não torcida tem tendência a cair do laço quando é retirada da bobina, deve-se garantir que sua degradabilidade seja relativamente boa e que a seda resultante não seja tão bagunçada quanto um ninho de pássaro.
(3) A tensão não pode ser repentinamente grande ou pequena, e o fenômeno de saliência não pode ocorrer.
(4) O requisito de densidade linear para roving não torcido deve ser uniforme e menor que o valor especificado.
(5) Para garantir que seja fácil de molhar ao passar pelo tanque de resina, a permeabilidade da mecha deve ser boa.
O processo de pultrusão é amplamente utilizado na fabricação de diversos perfis com seções transversais consistentes. A mecha para pultrusão deve garantir que seu teor de fibra de vidro e resistência unidirecional sejam elevados. A mecha para pultrusão utilizada na produção é uma combinação de múltiplos fios de seda crua, e algumas também podem ser mechas diretas, sendo ambas possíveis. Seus outros requisitos de desempenho são semelhantes aos das mechas para enrolamento.
1.1.5 Roving sem torção para tecelagem
No dia a dia, vemos tecidos guingão com diferentes espessuras ou mechas na mesma direção, que são a personificação de outro uso importante da mecha, que é usada para tecelagem. A mecha utilizada também é chamada de mecha para tecelagem. A maioria desses tecidos se destaca na moldagem manual de FRP. Para a tecelagem de mechas, os seguintes requisitos devem ser atendidos:
(1) É relativamente resistente ao desgaste.
(2) Fácil de colar.
(3) Como é usado principalmente para tecelagem, deve haver uma etapa de secagem antes da tecelagem.
(4) Em termos de tensão, é fundamental garantir que ela não possa ser repentinamente grande ou pequena, devendo ser mantida uniforme e atender a certas condições em termos de balanço.
(5) A degradabilidade é melhor.
(6) É fácil ser infiltrado pela resina ao passar pelo tanque de resina, portanto a permeabilidade deve ser boa.
1.1.6 Roving sem torção para pré-formas
O chamado processo de pré-forma, em termos gerais, é a pré-conformação, e o produto é obtido após as etapas apropriadas. Na produção, primeiro cortamos a mecha e a pulverizamos sobre a rede, que deve ter um formato predeterminado. Em seguida, pulverizamos a resina para moldá-la. Por fim, o produto moldado é colocado no molde, a resina é injetada e prensada a quente para obter o produto. Os requisitos de desempenho para mechas pré-formadas são semelhantes aos das mechas a jato.
1.2 Tecido de fibra de vidro para roving
Existem muitos tecidos para roving, e o guingão é um deles. No processo de PRFV (FRP) de laminação manual, o guingão é amplamente utilizado como o substrato mais importante. Para aumentar a resistência do guingão, é necessário alterar a direção da urdidura e da trama do tecido, que pode ser transformado em um guingão unidirecional. Para garantir a qualidade do tecido xadrez, as seguintes características devem ser garantidas.
(1) O tecido deve ser plano como um todo, sem saliências, as bordas e cantos devem ser retos e não deve haver marcas de sujeira.
(2) O comprimento, a largura, a qualidade, o peso e a densidade do tecido devem atender a determinados padrões.
(3) Os filamentos de fibra de vidro devem ser enrolados cuidadosamente.
(4) Poder ser rapidamente infiltrado por resina.
(5) A secura e a humidade dos tecidos utilizados em diversos produtos devem atender a determinados requisitos.
1.3 Tapete de fibra de vidro
Primeiro, corte os fios de vidro e espalhe-os sobre a malha preparada. Em seguida, polvilhe o ligante, aqueça-o até derreter e, em seguida, resfrie-o até solidificar, formando assim a manta de fios picados. As mantas de fibra de fios picados são utilizadas no processo de laminação manual e na tecelagem de membranas SMC. Para obter o melhor efeito de uso da manta de fios picados, na produção, os requisitos para a manta são os seguintes.
(1) Todo o tapete de fios picados é plano e uniforme.
(2) Os furos da esteira de fios picados são pequenos e de tamanho uniforme
(4) Atender a determinados padrões.
(5) Pode ser rapidamente saturado com resina.
1.3.2 Esteira de fios contínuos
Os fios de vidro são dispostos horizontalmente sobre a malha de acordo com certos requisitos. Geralmente, recomenda-se que sejam dispostos horizontalmente em formato de 8. Em seguida, polvilhe o adesivo em pó por cima e aqueça para curar. Mantas de fios contínuos são muito superiores às mantas de fios picados no reforço do material compósito, principalmente porque as fibras de vidro nas mantas de fios contínuos são contínuas. Devido ao seu melhor efeito de reforço, elas têm sido utilizadas em diversos processos.
1.3.3Tapete de superfície
A aplicação de mantas de superfície também é comum no dia a dia, como a camada de resina de produtos de PRFV, que é uma manta de superfície de vidro de alcalinidade média. Tomemos como exemplo o PRFV: como sua manta de superfície é feita de vidro de alcalinidade média, ele a torna quimicamente estável. Ao mesmo tempo, como a manta de superfície é muito leve e fina, ela pode absorver mais resina, o que pode não apenas desempenhar um papel protetor, mas também estético.
1.3.4Tapete de agulha
O tapete de agulha é dividido principalmente em duas categorias: a primeira é a agulhagem de fibra picada. O processo de produção é relativamente simples: primeiro, a fibra de vidro é cortada com cerca de 5 cm de tamanho, espalha-se aleatoriamente sobre o material base, coloca-se o substrato na correia transportadora e, em seguida, perfura-se o substrato com uma agulha de crochê. Devido ao efeito da agulha de crochê, as fibras são perfuradas no substrato e, em seguida, provocadas para formar uma estrutura tridimensional. O substrato selecionado também possui certos requisitos e deve ter uma sensação macia. Os produtos de tapete de agulha são amplamente utilizados em materiais de isolamento acústico e térmico com base em suas propriedades. É claro que também pode ser usado em FRP, mas não se popularizou porque o produto obtido tem baixa resistência e é propenso a quebras. O outro tipo é chamado de tapete de agulhagem de filamento contínuo, e o processo de produção também é bastante simples. Primeiro, o filamento é lançado aleatoriamente na correia de malha preparada com antecedência com um dispositivo de lançamento de arame. Da mesma forma, uma agulha de crochê é levada para acupuntura para formar uma estrutura de fibra tridimensional. Em termoplásticos reforçados com fibra de vidro, tapetes de agulhas de fios contínuos são muito utilizados.
As fibras de vidro picadas podem ser transformadas em dois formatos diferentes dentro de uma determinada faixa de comprimento por meio da ação de costura da máquina de colagem por pontos. O primeiro é a formação de uma manta de fios picados, que substitui efetivamente uma manta de fios picados colada com ligante. O segundo é a manta de fibras longas, que substitui a manta de fios contínuos. Essas duas formas diferentes têm uma vantagem comum: não utilizam adesivos no processo de produção, evitando poluição e desperdício, e atendendo à busca das pessoas por economia de recursos e proteção ambiental.
1.4 Fibras moídas
O processo de produção da fibra moída é muito simples. Pegue um moinho de martelos ou um moinho de bolas e coloque fibras picadas nele. A moagem e a moagem de fibras também têm muitas aplicações na produção. No processo de injeção por reação, a fibra moída atua como um material de reforço e seu desempenho é significativamente superior ao de outras fibras. Para evitar rachaduras e melhorar a contração na fabricação de produtos fundidos e moldados, as fibras moídas podem ser usadas como enchimentos.
1.5 Tecido de fibra de vidro
1.5.1Tecido de vidro
Pertence a um tipo de tecido de fibra de vidro. O tecido de vidro produzido em diferentes locais possui padrões diferentes. No campo do tecido de vidro em meu país, ele é dividido principalmente em dois tipos: tecido de vidro sem álcalis e tecido de vidro com álcali médio. A aplicação do tecido de vidro pode ser considerada muito extensa, e a carroceria do veículo, o casco, o tanque de armazenamento comum, etc. podem ser vistos na figura do tecido de vidro sem álcalis. Para o tecido de vidro com álcali médio, sua resistência à corrosão é melhor, por isso é amplamente utilizado na produção de embalagens e produtos resistentes à corrosão. Para julgar as características dos tecidos de fibra de vidro, é necessário partir principalmente de quatro aspectos: as propriedades da própria fibra, a estrutura do fio de fibra de vidro, a direção da urdidura e da trama e o padrão do tecido. Na direção da urdidura e da trama, a densidade depende da estrutura diferente do fio e do padrão do tecido. As propriedades físicas do tecido dependem da densidade da urdidura e da trama e da estrutura do fio de fibra de vidro.
1.5.2 Fita de vidro
A fita de vidro é dividida principalmente em duas categorias: o primeiro tipo é a orla, e o segundo tipo é a orla não tecida, que é tecida de acordo com o padrão de trama simples. As fitas de vidro podem ser usadas em componentes elétricos que exigem altas propriedades dielétricas, como componentes de equipamentos elétricos de alta resistência.
1.5.3 Tecido unidirecional
Tecidos unidirecionais na vida cotidiana são tecidos a partir de dois fios de espessuras diferentes, e os tecidos resultantes têm alta resistência na direção principal.
1.5.4 Tecido tridimensional
O tecido tridimensional é diferente da estrutura do tecido plano, sendo tridimensional, portanto, seu efeito é melhor do que o da fibra plana geral. O material compósito reforçado com fibra tridimensional tem as vantagens que outros materiais compósitos reforçados com fibra não têm. Como a fibra é tridimensional, o efeito geral é melhor e a resistência a danos se torna mais forte. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a crescente demanda por ela nos setores aeroespacial, automotivo e naval tornou essa tecnologia cada vez mais madura, e agora ela ocupa até mesmo um lugar no campo de equipamentos esportivos e médicos. Os tipos de tecidos tridimensionais são divididos principalmente em cinco categorias, e há muitos formatos. Pode-se observar que o espaço de desenvolvimento de tecidos tridimensionais é enorme.
1.5.5 Tecido moldado
Tecidos moldados são usados para reforçar materiais compósitos, e sua forma depende principalmente do formato do objeto a ser reforçado e, para garantir a conformidade, devem ser tecidos em uma máquina dedicada. Na produção, podemos produzir formas simétricas ou assimétricas com poucas limitações e boas perspectivas.
1.5.6 Tecido central ranhurado
A fabricação do tecido com núcleo ranhurado também é relativamente simples. Duas camadas de tecido são dispostas em paralelo e, em seguida, conectadas por barras verticais, e suas áreas de seção transversal são garantidamente triângulos ou retângulos regulares.
1.5.7 Tecido costurado em fibra de vidro
É um tecido muito especial, também chamado de malha e tecido, mas não é o tecido e o tecido como os conhecemos no sentido usual. Vale mencionar que existe um tecido costurado, que não é tecido por urdume e trama, mas sim sobreposto alternadamente por urdume e trama.
1.5.8 Manga isolante de fibra de vidro
O processo de produção é relativamente simples. Primeiro, alguns fios de fibra de vidro são selecionados e, em seguida, são tecidos em formato tubular. Em seguida, de acordo com os diferentes requisitos de grau de isolamento, os produtos desejados são fabricados por meio do revestimento com resina.
1.6 Combinação de fibra de vidro
Com o rápido desenvolvimento das exposições de ciência e tecnologia, a tecnologia da fibra de vidro também progrediu significativamente, e diversos produtos de fibra de vidro surgiram desde 1970 até o presente. Geralmente, são os seguintes:
(1) Tapete de fios picados + roving sem torção + tapete de fios picados
(2) Tecido de mecha sem torção + tapete de fios picados
(3) Esteira de fios picados + esteira de fios contínuos + esteira de fios picados
(4) Roving aleatório + tapete de proporção original picado
(5) Fibra de carbono unidirecional + tapete ou pano de fios picados
(6) Tapete de superfície + fios picados
(7) Tecido de vidro + haste fina de vidro ou mecha unidirecional + tecido de vidro
1.7 Tecido não tecido de fibra de vidro
Esta tecnologia não foi descoberta inicialmente no meu país. A tecnologia mais antiga foi produzida na Europa. Posteriormente, devido à migração humana, essa tecnologia foi levada aos Estados Unidos, Coreia do Sul e outros países. Para promover o desenvolvimento da indústria de fibra de vidro, meu país estabeleceu várias fábricas relativamente grandes e investiu pesadamente na construção de várias linhas de produção de alto nível. No meu país, as mantas de fibra de vidro para aplicação úmida são divididas principalmente nas seguintes categorias:
(1) A manta de cobertura desempenha um papel fundamental na melhoria das propriedades das membranas asfálticas e telhas asfálticas coloridas, tornando-as mais excelentes.
(2) Manta para tubos: Como o nome sugere, este produto é usado principalmente em tubulações. Como a fibra de vidro é resistente à corrosão, ela pode proteger bem a tubulação contra corrosão.
(3) O tapete de superfície é usado principalmente na superfície de produtos FRP para protegê-los.
(4) A manta de verniz é usada principalmente em paredes e tetos, pois pode efetivamente evitar rachaduras na tinta. Ela pode tornar as paredes mais planas e não precisa ser aparada por muitos anos.
(5) O tapete de chão é usado principalmente como material de base em pisos de PVC
(6) Tapete de carpete; como material de base em carpetes.
(7) O tapete laminado revestido de cobre fixado ao laminado revestido de cobre pode melhorar seu desempenho de perfuração e puncionamento.
2 Aplicações específicas da fibra de vidro
2.1 Princípio de reforço do concreto reforçado com fibra de vidro
O princípio do concreto reforçado com fibra de vidro é muito semelhante ao dos materiais compósitos reforçados com fibra de vidro. Primeiramente, adicionando fibra de vidro ao concreto, a fibra de vidro suportará a tensão interna do material, de modo a retardar ou impedir a expansão de microfissuras. Durante a formação de fissuras no concreto, o material que atua como agregado impedirá a ocorrência de fissuras. Se o efeito agregado for bom o suficiente, as fissuras não serão capazes de se expandir e penetrar. O papel da fibra de vidro no concreto é o agregado, que pode efetivamente impedir a geração e expansão de fissuras. Quando a fissura se espalha para a vizinhança da fibra de vidro, a fibra de vidro bloqueará o progresso da fissura, forçando-a a tomar um desvio e, consequentemente, a área de expansão da fissura será aumentada, portanto, a energia necessária para o dano também será aumentada.
2.2 Mecanismo de destruição do concreto reforçado com fibra de vidro
Antes da ruptura do concreto reforçado com fibra de vidro, a força de tração que ele suporta é compartilhada principalmente entre o concreto e a fibra de vidro. Durante o processo de fissuração, a tensão será transmitida do concreto para a fibra de vidro adjacente. Se a força de tração continuar a aumentar, a fibra de vidro será danificada, e os métodos de dano são principalmente danos por cisalhamento, danos por tração e danos por arrancamento.
2.2.1 Falha por cisalhamento
A tensão de cisalhamento suportada pelo concreto reforçado com fibra de vidro é compartilhada entre a fibra de vidro e o concreto, e a tensão de cisalhamento será transmitida à fibra de vidro através do concreto, de modo que a estrutura da fibra de vidro será danificada. No entanto, a fibra de vidro tem suas próprias vantagens. Ela tem um comprimento longo e uma pequena área de resistência ao cisalhamento, portanto, a melhoria da resistência ao cisalhamento da fibra de vidro é fraca.
2.2.2 Falha de tensão
Quando a força de tração da fibra de vidro ultrapassa um determinado nível, ela se rompe. Se o concreto rachar, a fibra de vidro ficará muito longa devido à deformação por tração, seu volume lateral diminuirá e a força de tração se romperá mais rapidamente.
2.2.3 Danos por arrancamento
Quando o concreto se rompe, a força de tração da fibra de vidro aumenta muito, e a força de tração é maior que a força entre a fibra de vidro e o concreto, de modo que a fibra de vidro é danificada e então arrancada.
2.3 Propriedades de flexão do concreto reforçado com fibra de vidro
Quando o concreto armado suporta a carga, sua curva tensão-deformação será dividida em três estágios diferentes a partir de uma análise mecânica, como mostrado na figura. O primeiro estágio: a deformação elástica ocorre primeiro até que a fissura inicial ocorra. A principal característica deste estágio é que a deformação aumenta linearmente até o ponto A, que representa a resistência à fissura inicial do concreto reforçado com fibra de vidro. O segundo estágio: uma vez que o concreto fissura, a carga que ele suporta será transferida para as fibras adjacentes para suportar, e a capacidade de suporte é determinada de acordo com a própria fibra de vidro e a força de ligação com o concreto. O ponto B é a resistência à flexão final do concreto reforçado com fibra de vidro. O terceiro estágio: atingindo a resistência final, a fibra de vidro quebra ou é arrancada, e as fibras restantes ainda podem suportar parte da carga para garantir que a fratura frágil não ocorra.
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Horário da publicação: 06/07/2022
