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為解決復(fù)合材料在輸電桿塔中的應(yīng)用問(wèn)題,本文以10k V送電線路實(shí)際工程為背景,從輸電桿塔的各種工況荷載計(jì)算入手,建立有限元分析模型,對(duì)復(fù)合材料輸電桿塔進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)ANSYS軟件分別建立了桿身及橫擔(dān)力學(xué)模型,對(duì)桿塔實(shí)際運(yùn)行中各種工況進(jìn)行力學(xué)計(jì)算,通過(guò)桿塔力學(xué)真型實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了復(fù)合材料用于10k V輸電桿塔制備的可行性,并已成功應(yīng)用于多處輸電線路上。
(1)透光性:PC板透光率可達(dá)89%,可與玻璃相媲美。UV涂層板在太陽(yáng)光下爆曬不會(huì)產(chǎn)生黃變,霧化,透光不佳,十年后透光流失僅為6%,PVC流失率則高達(dá)15%—20%,玻璃纖維為12%-20%。
(2)抗撞擊:撞擊強(qiáng)度是普通玻璃的250-300倍,同等厚度亞克力板的30倍,是鋼化玻璃的2-20倍,用3kg錘以下兩米墜下也無(wú)裂痕,有“不碎玻璃”和“響鋼”的美稱(chēng)。
(3)防紫外線:PC板一面鍍有抗紫外線(UV)涂層,另一面具有抗冷凝處理,集抗紫外線、隔熱防滴露功能于一身。可阻擋紫外線穿過(guò),及適合保護(hù)貴重藝術(shù)品及展品,使其不受紫外線破壞。
(4)重量輕:比重僅為玻璃的一半,節(jié)省運(yùn)輸、搬卸、安裝以及支撐框架的成本。
(5)阻燃:家標(biāo)準(zhǔn)GB50222—95確認(rèn),PC板為難燃一級(jí),即B1級(jí)。PC板自身燃點(diǎn)是580攝氏度,離火后自熄,燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生有氣體,不會(huì)助長(zhǎng)火勢(shì)的蔓延。
(6)可彎曲性:可依設(shè)計(jì)圖在工地現(xiàn)場(chǎng)采用冷彎方式,安裝成拱形,半圓形頂和窗。彎曲半徑為采用板厚度的175倍,亦可熱彎。
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以相變材料十八烷(ODE)為芯材,以殼聚糖(CTS)接枝丙烯酸(MMA)構(gòu)成外殼,以引發(fā)劑作用下苯(St)在外殼內(nèi)生成的聚合物構(gòu)成內(nèi)殼,形成雙殼微納膠囊.采用差示掃描量熱試驗(yàn)和等溫、放濕試驗(yàn)分別測(cè)試雙殼微納膠囊的儲(chǔ)熱性能和、放濕性能;采用掃描電子顯微鏡、激光粒度分析儀和紅外光譜儀對(duì)雙殼微納膠囊形貌、粒徑以及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析.結(jié)果表明:雙殼微納膠囊具有較好的儲(chǔ)熱性能和調(diào)濕性能.雙殼微納膠囊顆粒形貌完整度好,膠囊粒徑在微納米范圍.雙殼微納膠囊組分中含有外殼接枝成分殼聚糖和丙烯酸.
(7)隔音性:PC板隔音效果明顯,比同等厚度的玻璃和亞加力板有更佳的音響絕緣性,在厚度相同的條件下,PC板的隔聲量比玻璃提高3—4DB。在上是高速公路隔音屏障的材料。
(8)節(jié)能性:夏天保涼,冬天保溫,PC板有更低于普通玻璃和其它塑料的熱導(dǎo)率(K值),隔熱效果比同等玻璃高7%-25%,PC板的隔熱至49%。從而使熱量損失大大降低,用于有暖設(shè)備的建筑,屬環(huán)保材料。
(9)溫度適應(yīng)性:PC板在-100攝氏度時(shí)不發(fā)生冷脆,在135攝氏度時(shí)不軟化,在惡劣的環(huán)境中其力學(xué),
機(jī)械性能等均無(wú)明顯變化。
(10)耐候性: PC板可以在-40℃至120℃范圍保持各項(xiàng)物理指標(biāo)的穩(wěn)定性。人工氣候老化試驗(yàn)4000小時(shí),黃變度為2,透光率降低值僅0.6%。
(11)防結(jié)露: 室外溫度為0℃,室內(nèi)溫度為23℃,室內(nèi)相對(duì)濕度低于80%時(shí),材料的內(nèi)表面不結(jié)露。
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綜合利用X射線衍射及掃描電鏡,分析了鋼筋腐蝕產(chǎn)物和鋼筋/混凝土界面微觀性能.結(jié)果發(fā)現(xiàn):未經(jīng)陰極保護(hù)處理的試樣更多地生成了主要腐蝕產(chǎn)物Fe3O4,并且在Cl-大量存在的情況下,還進(jìn)一步生成了Fe3+(O,OH,Cl);陰極保護(hù)有助于鋼筋/混凝土界面處Ca(OH)2晶體的存在,從而能保持界面處的高堿性,而且陰極電流能使Cl-遷移而遠(yuǎn)離鋼筋,使鋼筋受到有效保護(hù).