1 Hauptanwendung
Ungedrehte Rovings, mit denen wir im Alltag in Berührung kommen, haben eine einfache Struktur und bestehen aus parallelen, zu Bündeln zusammengefassten Monofilamenten. Ungedrehte Rovings lassen sich in zwei Typen unterteilen: alkalifrei und mittelalkalisch, die sich hauptsächlich anhand der unterschiedlichen Glaszusammensetzung unterscheiden. Zur Herstellung hochwertiger Glasrovings muss der Durchmesser der verwendeten Glasfasern zwischen 12 und 23 μm liegen. Aufgrund ihrer Eigenschaften können sie direkt bei der Herstellung einiger Verbundwerkstoffe, beispielsweise im Wickel- und Pultrusionsverfahren, verwendet werden. Außerdem können sie, vor allem aufgrund ihrer sehr gleichmäßigen Spannung, zu Rovinggeweben verwoben werden. Zudem ist das Anwendungsgebiet von gehäckseltem Roving sehr breit.
1.1.1Twistless Roving zum Jetten
Im FRP-Spritzgussverfahren muss das drehungsfreie Roving die folgenden Eigenschaften aufweisen:
(1) Da in der Produktion kontinuierliches Schneiden erforderlich ist, muss sichergestellt werden, dass beim Schneiden weniger statische Elektrizität erzeugt wird, was eine gute Schneidleistung erfordert.
(2) Nach dem Schneiden wird die größtmögliche Rohseideproduktion gewährleistet, sodass die Seidenformung effizient erfolgt. Die Effizienz der Aufteilung des Rovings in Stränge ist nach dem Schneiden höher.
(3) Um sicherzustellen, dass das Rohgarn nach dem Zerkleinern die Form vollständig bedeckt, muss es eine gute Filmbeschichtung aufweisen.
(4) Da es leicht flach gerollt werden muss, um die Luftblasen herauszurollen, muss das Harz sehr schnell infiltriert werden.
(5) Da es bei den verschiedenen Spritzpistolen unterschiedliche Modelle gibt, ist darauf zu achten, dass die Dicke des Rohdrahts moderat ist, damit er zu den verschiedenen Spritzpistolen passt.
SMC, auch bekannt als Sheet Molding Compound, ist im Alltag allgegenwärtig, beispielsweise bei bekannten Autoteilen, Badewannen und verschiedenen Sitzen, die SMC-Roving verwenden. In der Produktion werden an das Roving für SMC viele Anforderungen gestellt. Um die Qualität der produzierten SMC-Platte zu gewährleisten, sind eine gute Rauhigkeit, gute antistatische Eigenschaften und ein geringer Wollanteil erforderlich. Für farbiges SMC gelten andere Anforderungen an das Roving, das mit dem Pigmentgehalt leicht in das Harz eindringen kann. Üblicherweise beträgt das übliche Glasfaser-SMC-Roving 2400 tex, in einigen Fällen auch 4800 tex.
1.1.3Ungedrehtes Roving zum Wickeln
Um FRP-Rohre mit unterschiedlichen Dicken herzustellen, wurde das Speichertank-Wickelverfahren entwickelt. Das zu wickelnde Roving muss die folgenden Eigenschaften aufweisen.
(1) Es muss leicht zu verkleben sein, üblicherweise in Form eines flachen Bandes.
(2) Da das allgemeine, ungedrehte Vorgarn dazu neigt, aus der Schlaufe zu fallen, wenn es von der Spule abgezogen wird, muss sichergestellt werden, dass seine Abbaubarkeit relativ gut ist und die resultierende Seide nicht so unordentlich wie ein Vogelnest ist.
(3) Die Spannung kann nicht plötzlich groß oder klein sein und das Phänomen des Überhangs kann nicht auftreten.
(4) Die Anforderung an die lineare Dichte des ungedrehten Vorgarns muss gleichmäßig und unter dem angegebenen Wert liegen.
(5) Um sicherzustellen, dass es beim Durchgang durch den Harztank leicht benetzt werden kann, muss die Durchlässigkeit des Rovings gut sein.
1.1.4Roving für die Pultrusion
Das Pultrusionsverfahren wird häufig zur Herstellung unterschiedlicher Profile mit gleichbleibendem Querschnitt eingesetzt. Der für die Pultrusion verwendete Roving muss einen hohen Glasfaseranteil und eine hohe unidirektionale Festigkeit aufweisen. Der in der Produktion verwendete Roving für die Pultrusion ist eine Kombination aus mehreren Strängen Rohseide. Auch Direktrovings sind möglich. Die sonstigen Leistungsanforderungen ähneln denen von Wickelrovings.
1.1.5 Drallloses Vorgarn zum Weben
Im Alltag begegnen uns Gingham-Stoffe unterschiedlicher Dicke oder Roving-Stoffe in gleicher Richtung. Sie verkörpern eine weitere wichtige Verwendung von Roving, das zum Weben verwendet wird. Das verwendete Roving wird auch als Webroving bezeichnet. Die meisten dieser Stoffe werden im Handlaminat-FRP-Formverfahren hergestellt. Für das Weben von Rovings müssen folgende Anforderungen erfüllt sein:
(1) Es ist relativ verschleißfest.
(2) Einfach zu verkleben.
(3) Da es hauptsächlich zum Weben verwendet wird, muss vor dem Weben ein Trocknungsschritt erfolgen.
(4) Bei der Spannung ist vor allem darauf zu achten, dass sie nicht plötzlich groß oder klein wird und gleichmäßig gehalten werden muss. Und hinsichtlich des Überhangs sind bestimmte Bedingungen zu erfüllen.
(5) Die Abbaubarkeit ist besser.
(6) Beim Durchgang durch den Harztank kann leicht Harz eindringen, daher muss die Durchlässigkeit gut sein.
1.1.6 Twistless Roving für Preform
Der sogenannte Preform-Prozess ist im Allgemeinen eine Vorformung, bei der das Produkt nach entsprechenden Schritten erhalten wird. Bei der Produktion wird zunächst das Roving zerkleinert und auf das Netz gesprüht, wobei das Netz eine vorgegebene Form haben muss. Anschließend wird Harz aufgesprüht, um die Form zu erhalten. Schließlich wird das geformte Produkt in die Form gegeben, das Harz eingespritzt und anschließend heißgepresst, um das Produkt zu erhalten. Die Leistungsanforderungen für Preform-Rovings ähneln denen für Jet-Rovings.
1.2 Glasfaser-Rovinggewebe
Es gibt viele Roving-Stoffe, und Gingham ist einer davon. Im Handlaminat-FRP-Verfahren wird Gingham häufig als wichtigstes Substrat verwendet. Um die Festigkeit des Ginghams zu erhöhen, müssen Sie die Kett- und Schussrichtung des Stoffes ändern, wodurch ein unidirektionaler Gingham entsteht. Um die Qualität des karierten Stoffes zu gewährleisten, müssen die folgenden Eigenschaften gewährleistet sein.
(1) Der Stoff muss insgesamt flach und ohne Wölbungen sein, die Kanten und Ecken müssen gerade sein und es dürfen keine Schmutzflecken vorhanden sein.
(2) Länge, Breite, Qualität, Gewicht und Dichte des Gewebes müssen bestimmten Standards entsprechen.
(3) Die Glasfaserfilamente müssen sauber aufgerollt werden.
(4) Um schnell von Harz infiltriert werden zu können.
(5) Die Trockenheit und Feuchtigkeit der zu verschiedenen Produkten gewebten Stoffe muss bestimmten Anforderungen entsprechen.
1.3 Glasfasermatte
1.3.1Kurzfasermatte
Zunächst werden die Glasfasern zerkleinert und auf das vorbereitete Maschenband gestreut. Anschließend wird das Bindemittel darauf gestreut, erhitzt, bis es schmilzt, und anschließend abgekühlt, bis es fest wird. So entsteht die Glasfasermatte. Glasfasermatten werden im Handlaminierverfahren und beim Weben von SMC-Membranen verwendet. Um die optimale Nutzungswirkung der Glasfasermatte zu erzielen, gelten in der Produktion folgende Anforderungen.
(1) Die gesamte Glasbruchmatte ist flach und eben.
(2) Die Löcher der gehackten Strangmatte sind klein und gleichmäßig groß
(4) Erfüllen Sie bestimmte Standards.
(5) Es kann schnell mit Harz gesättigt werden.
1.3.2 Endlosfasermatte
Die Glasfasern werden entsprechend den Vorgaben flach auf dem Maschenband ausgelegt. In der Regel werden sie in Form einer 8 flach ausgelegt. Anschließend wird Pulverkleber darüber gestreut und durch Erhitzen ausgehärtet. Endlosfasermatten sind bei der Verstärkung von Verbundwerkstoffen den Schnittfasermatten deutlich überlegen, vor allem weil die Glasfasern in Endlosfasermatten durchgehend sind. Aufgrund ihrer besseren Verstärkungswirkung werden sie in verschiedenen Prozessen eingesetzt.
1.3.3Oberflächenmatte
Die Verwendung von Oberflächenmatten ist auch im Alltag üblich, beispielsweise bei der Harzschicht von FRP-Produkten, die aus mittelalkalischem Glas besteht. Nehmen wir FRP als Beispiel: Da die Oberflächenmatte aus mittelalkalischem Glas besteht, ist FRP chemisch stabil. Gleichzeitig kann die Oberflächenmatte aufgrund ihrer Leichtigkeit und Dünnheit mehr Harz aufnehmen, was nicht nur eine schützende, sondern auch eine ästhetische Wirkung hat.
1.3.4Nadelmatte
Nadelvliese werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: Die erste Kategorie ist die Nadelvliesvliese aus geschnittenen Fasern. Der Herstellungsprozess ist relativ einfach: Zunächst werden Glasfasern auf eine Größe von etwa 5 cm geschnitten und zufällig auf das Grundmaterial gestreut. Anschließend wird das Substrat auf ein Förderband gelegt und anschließend mit einer Häkelnadel durchstochen. Durch die Wirkung der Häkelnadel dringen die Fasern in das Substrat ein und bilden eine dreidimensionale Struktur. Das gewählte Substrat muss bestimmte Anforderungen erfüllen und sich flauschig anfühlen. Nadelvliese werden aufgrund ihrer Eigenschaften häufig in der Schall- und Wärmedämmung eingesetzt. Sie können natürlich auch in FVK-Materialien verwendet werden, haben sich jedoch aufgrund der geringen Festigkeit und Bruchanfälligkeit der erhaltenen Produkte nicht durchgesetzt. Der andere Typ, die Nadelvliesvliese aus Endlosfilamenten, ist ebenfalls recht einfach herzustellen. Zunächst werden die Filamente mit einem Drahtwurfgerät zufällig auf das vorbereitete Maschenband geworfen. Ebenso wird mit einer Häkelnadel eine dreidimensionale Faserstruktur gebildet. Bei glasfaserverstärkten Thermoplasten werden häufig Endlosfaser-Nadelmatten verwendet.
Die geschnittenen Glasfasern können durch den Nähvorgang der Nähwirkmaschine innerhalb eines bestimmten Längenbereichs in zwei verschiedene Formen gebracht werden. Die erste Form ist die Herstellung einer Glasfasermatte, die eine bindemittelgebundene Glasfasermatte effektiv ersetzt. Die zweite Form ist die Langfasermatte, die die Endlosfasermatte ersetzt. Diese beiden Formen haben einen gemeinsamen Vorteil: Bei der Herstellung werden keine Klebstoffe verwendet, wodurch Umweltverschmutzung und Abfall vermieden werden und dem Wunsch der Menschen nach Ressourcenschonung und Umweltschutz entsprochen wird.
1.4 Gemahlene Fasern
Der Herstellungsprozess von gemahlenen Fasern ist sehr einfach. Nehmen Sie eine Hammermühle oder eine Kugelmühle und geben Sie gehackte Fasern hinein. Auch das Mahlen und Mahlen von Fasern findet in der Produktion vielfältige Anwendung. Im Reaktionsinjektionsprozess wirkt die gemahlene Faser als Verstärkungsmaterial und ihre Leistung ist deutlich besser als die anderer Fasern. Um Risse zu vermeiden und die Schrumpfung bei der Herstellung von Guss- und Formprodukten zu verbessern, können gemahlene Fasern als Füllstoffe verwendet werden.
1.5 Glasfasergewebe
1.5.1Glasgewebe
Es handelt sich um eine Art Glasfasergewebe. Glasfasergewebe werden an verschiedenen Orten nach unterschiedlichen Standards hergestellt. In meinem Land gibt es hauptsächlich zwei Arten von Glasfasergewebe: alkalifreies Glasfasergewebe und mittelalkalisches Glasfasergewebe. Glasfasergewebe hat ein sehr breites Anwendungsspektrum. Fahrzeugkarosserien, Schiffsrümpfe und herkömmliche Lagertanks sind typische Beispiele für alkalifreies Glasfasergewebe. Mittelalkalisches Glasfasergewebe weist eine bessere Korrosionsbeständigkeit auf und wird daher häufig zur Herstellung von Verpackungen und korrosionsbeständigen Produkten verwendet. Zur Beurteilung der Eigenschaften von Glasfasergeweben sind vier Aspekte zu berücksichtigen: die Eigenschaften der Faser selbst, die Struktur des Glasfasergarns, die Kett- und Schussrichtung und das Gewebemuster. Die Dichte in Kett- und Schussrichtung hängt von der unterschiedlichen Struktur des Garns und dem Gewebemuster ab. Die physikalischen Eigenschaften des Gewebes hängen von der Kett- und Schussdichte und der Struktur des Glasfasergarns ab.
1.5.2 Glasband
Glasbänder werden hauptsächlich in zwei Kategorien unterteilt: Webkanten und Vlieskanten, die nach dem Muster der Leinwandbindung gewebt werden. Glasbänder können für elektrische Teile verwendet werden, die hohe dielektrische Eigenschaften erfordern. Hochfeste elektrische Geräteteile.
1.5.3 Unidirektionales Gewebe
Unidirektionale Stoffe werden im Alltag aus zwei Garnen unterschiedlicher Dicke gewebt und die daraus resultierenden Stoffe weisen in der Hauptrichtung eine hohe Festigkeit auf.
1.5.4 Dreidimensionales Gewebe
Dreidimensionale Gewebe unterscheiden sich in ihrer Struktur von ebenen Geweben. Sie sind dreidimensional und haben daher eine bessere Wirkung als herkömmliche ebene Fasern. Dreidimensionale faserverstärkten Verbundwerkstoffe bieten Vorteile gegenüber anderen faserverstärkten Verbundwerkstoffen. Durch die Dreidimensionalität der Fasern ist die Gesamtwirkung besser und die Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigungen höher. Mit der Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technik und der steigenden Nachfrage in der Luft- und Raumfahrt, im Automobil- und Schiffsbau hat diese Technologie immer mehr an Reife gewonnen und findet mittlerweile sogar im Sport- und Medizingerätebereich Anwendung. Dreidimensionale Gewebearten lassen sich im Wesentlichen in fünf Kategorien einteilen und haben viele Formen. Der Entwicklungsspielraum für dreidimensionale Gewebe ist also enorm.
1.5.5 Formgewebe
Formgewebe werden zur Verstärkung von Verbundwerkstoffen verwendet. Ihre Form hängt hauptsächlich von der Form des zu verstärkenden Objekts ab und muss, um die Konformität zu gewährleisten, auf einer speziellen Maschine gewebt werden. In der Produktion können wir symmetrische oder asymmetrische Formen mit geringen Einschränkungen und guten Aussichten herstellen.
1.5.6 Rillenkerngewebe
Auch die Herstellung des Rillenkerngewebes ist relativ einfach. Zwei Gewebelagen werden parallel gelegt und anschließend durch senkrechte Stäbe miteinander verbunden, wobei ihre Querschnittsflächen garantiert regelmäßige Dreiecke oder Rechtecke bilden.
1.5.7 Glasfaser-Nähgewebe
Es handelt sich um einen ganz besonderen Stoff, der auch als Strick- oder Webmatte bezeichnet wird. Es handelt sich jedoch nicht um den Stoff oder die Matte, wie wir sie im herkömmlichen Sinne kennen. Erwähnenswert ist, dass es sich um einen genähten Stoff handelt, der nicht durch Kette und Schuss miteinander verwoben ist, sondern abwechselnd von Kette und Schuss überlappt wird. :
1.5.8 Glasfaser-Isolierhülse
Der Produktionsprozess ist relativ einfach. Zunächst werden Glasfasergarne ausgewählt und zu einer Röhre verwebt. Anschließend werden die gewünschten Produkte entsprechend den unterschiedlichen Anforderungen an die Isolationsqualität durch Harzbeschichtung hergestellt.
1.6 Glasfaserkombination
Mit der rasanten Entwicklung von Wissenschafts- und Technologieausstellungen hat auch die Glasfasertechnologie erhebliche Fortschritte gemacht, und von 1970 bis heute sind verschiedene Glasfaserprodukte erschienen. Im Allgemeinen gibt es Folgendes:
(1) Kurzfasermatte + ungezwirnter Roving + Kurzfasermatte
(2) Ungedrehtes Rovinggewebe + Kurzfasermatte
(3) Kurzfasermatte + Endlosfasermatte + Kurzfasermatte
(4) Random Roving + gehackte Originalverhältnismatte
(5) Unidirektionale Kohlefaser + Kurzfasermatte oder -gewebe
(6) Oberflächenmatte + geschnittene Stränge
(7) Glasgewebe + dünner Glasstab oder unidirektionales Roving + Glasgewebe
1.7 Glasfaservlies
Diese Technologie wurde nicht zuerst in meinem Land entdeckt. Die früheste Technologie wurde in Europa entwickelt. Später gelangte sie aufgrund menschlicher Migration in die USA, nach Südkorea und in andere Länder. Um die Entwicklung der Glasfaserindustrie zu fördern, hat mein Land mehrere relativ große Fabriken errichtet und massiv in den Aufbau mehrerer hochwertiger Produktionslinien investiert. In meinem Land werden nassgelegte Glasfasermatten hauptsächlich in die folgenden Kategorien eingeteilt:
(1) Dachmatten spielen eine Schlüsselrolle bei der Verbesserung der Eigenschaften von Asphaltmembranen und farbigen Asphaltschindeln und machen sie noch besser.
(2) Rohrmatte: Wie der Name schon sagt, wird dieses Produkt hauptsächlich in Rohrleitungen verwendet. Da Glasfaser korrosionsbeständig ist, kann sie die Rohrleitung gut vor Korrosion schützen.
(3) Die Oberflächenmatte wird hauptsächlich auf der Oberfläche von FRP-Produkten verwendet, um diese zu schützen.
(4) Furniermatten werden vor allem für Wände und Decken verwendet, da sie wirksam verhindern, dass die Farbe reißt. Sie machen die Wände ebener und müssen jahrelang nicht beschnitten werden.
(5) Bodenmatten werden hauptsächlich als Basismaterial für PVC-Böden verwendet
(6) Teppichmatte; als Basismaterial in Teppichen.
(7) Die am kupferkaschierten Laminat angebrachte kupferkaschierte Laminatmatte kann dessen Stanz- und Bohrleistung verbessern.
2 Spezifische Anwendungen von Glasfaser
2.1 Bewehrungsprinzip von Glasfaserbeton
Das Funktionsprinzip von glasfaserverstärktem Beton ist dem von glasfaserverstärkten Verbundwerkstoffen sehr ähnlich. Durch die Zugabe von Glasfasern zum Beton werden die inneren Spannungen des Materials aufgenommen, wodurch die Ausbreitung von Mikrorissen verzögert oder verhindert wird. Während der Rissbildung im Beton verhindert das Material als Zuschlagstoff die Entstehung von Rissen. Bei ausreichend guter Zuschlagstoffwirkung können sich die Risse nicht ausdehnen und durchdringen. Glasfasern im Beton dienen als Zuschlagstoff und können die Entstehung und Ausbreitung von Rissen wirksam verhindern. Wenn sich ein Riss in die Nähe der Glasfasern ausbreitet, blockieren diese den Rissfortschritt und zwingen den Riss, einen Umweg zu nehmen. Dadurch vergrößert sich die Ausbreitungsfläche des Risses, wodurch auch die zur Beschädigung erforderliche Energie steigt.
2.2 Zerstörungsmechanismus von Glasfaserbeton
Bevor der glasfaserverstärkte Beton bricht, wird die Zugkraft, die er trägt, hauptsächlich zwischen Beton und Glasfaser aufgeteilt. Während des Rissbildungsprozesses wird die Spannung vom Beton auf die angrenzende Glasfaser übertragen. Steigt die Zugkraft weiter an, wird die Glasfaser beschädigt. Die Schadensarten sind hauptsächlich Scherschäden, Zugschäden und Abzugsschäden.
2.2.1 Schubversagen
Die vom glasfaserverstärkten Beton aufgenommene Scherspannung wird zwischen Glasfaser und Beton geteilt. Die Scherspannung wird über den Beton auf die Glasfaser übertragen, wodurch die Glasfaserstruktur beschädigt wird. Glasfaser hat jedoch ihre eigenen Vorteile. Sie ist lang und weist eine kleine Scherwiderstandsfläche auf, sodass die Verbesserung der Scherfestigkeit durch Glasfaser nur gering ist.
2.2.2 Spannungsversagen
Wenn die Zugkraft der Glasfaser einen bestimmten Wert überschreitet, bricht die Glasfaser. Wenn der Beton reißt, wird die Glasfaser aufgrund der Zugverformung zu lang, ihr seitliches Volumen schrumpft und die Zugkraft bricht schneller.
2.2.3 Abreißschäden
Sobald der Beton bricht, wird die Zugkraft der Glasfaser erheblich erhöht und die Zugkraft wird größer als die Kraft zwischen der Glasfaser und dem Beton, sodass die Glasfaser beschädigt und dann abgezogen wird.
2.3 Biegeeigenschaften von Glasfaserbeton
Wenn der Stahlbeton die Last trägt, wird seine Spannungs-Dehnungs-Kurve bei einer mechanischen Analyse in drei verschiedene Phasen unterteilt, wie in der Abbildung gezeigt. Die erste Phase: Zunächst tritt eine elastische Verformung auf, bis der erste Riss auftritt. Das Hauptmerkmal dieser Phase besteht darin, dass die Verformung bis zum Punkt A, der die erste Rissfestigkeit von glasfaserverstärktem Beton darstellt, linear zunimmt. Die zweite Phase: Sobald der Beton reißt, wird die von ihm getragene Last auf die benachbarten Fasern übertragen, die diese tragen, und die Tragfähigkeit wird anhand der Glasfaser selbst und der Bindungskraft mit dem Beton bestimmt. Punkt B ist die maximale Biegefestigkeit von glasfaserverstärktem Beton. Die dritte Phase: Beim Erreichen der maximalen Festigkeit bricht die Glasfaser oder wird abgezogen, und die verbleibenden Fasern können noch einen Teil der Last tragen, um sicherzustellen, dass kein spröder Bruch auftritt.
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Beitragszeit: 06.07.2022
