玻璃鋼主要物理性能檢測:空隙率

    一、空隙率
    玻璃鋼的空隙率是指材料體積內部空隙占有的百分率。實踐證明,比較致密的玻璃鋼www.cnfrp.net的孔隙率一般為0.5-6% 。
    玻璃鋼空隙率的數學表示式為:


   (一)空隙的種類及產生原因
    玻璃鋼中的空隙分為開孔和閉孔兩種。所謂開孔,就是空隙在玻璃鋼中彼此串通,并與外界相連,所謂閉孔,就是指空隙在玻璃鋼中獨立存在,彼此不相串通。也不與外界相通。
    玻璃鋼中的空隙有三部分組成:
    1. 樹脂中的空隙。這種空隙形成的原因,主耀是由于樹脂固化過程www.cnfrp.net中熱收縮和低分子化合物排出,使樹脂固化體中出現微裂紋和空隙。熱收縮產生的微裂紋有可能串通,但排出低分子化合物往往形成閉孔空隙。
    2.纖維中的空隙。不論是哪一種纖維,在其制造過程中總會存在數量不等,尺寸不同的微裂紋。這些微裂紋不可能被樹脂浸透,因此,它將全部保留在制成的玻璃鋼中,這種孔隙多為閉孔式。
    3.樹脂一纖www.cnfrp.net維界面空隙。界面孔隙的存在,主要取決于樹脂對纖維的粘接和浸潤,因此,樹脂的浸潤性,纖維表面處理及施加成型壓力情況等,是空隙存在的主要影響因素。一般來講,選用浸潤性好,揮發物含量少的樹脂,對纖維表面進行化學處理及施加適當的成型壓力,是減少玻璃鋼中空隙含量的有效途徑。
   (二)研究空隙率的意義
    1. 測試玻璃鋼的空隙率至少有以下兩個作用。估計玻璃鋼的吸水程度由于玻璃鋼中存在著閉孔空隙,在測試吸水率時,很難測得其飽和狀態,即使達到了飽和程度,也無法鑒別。而當知道玻璃鋼的空隙率后,不但能夠計算出它的吸水速度和吸水度,而且能估算出在不同濕態下玻璃鋼的物理機械性能等。
    2.進行質量分級
    玻璃鋼中的空隙率含量,對www.cnfrp.net玻璃鋼的各種性能都有影響。一般來講,空隙率含量高的玻璃鋼,其質地松疏,易被水侵蝕,故電性能變壞,強度降低,易變形,不耐老化及使用壽命短等,低空隙率的玻璃鋼,質地密實,不易被水浸透,故各項性能都較前者優異。
    空隙率對玻璃鋼強度的影響可以以下兩方面進行分析。一方面是玻璃鋼中存在空隙以后,會造成內部應力集中,使實際承載面積減小,另一方面是玻璃纖維和樹脂界面間形成空隙后,樹脂不能將接受到的應力傳遞給纖維,使這些纖維失去實際承載能力。從電學性能來講,玻璃鋼空隙含量高,其吸濕性必然大,小分子帶有極性,它不僅降低了玻璃鋼的電絕緣性能(這種性能是可逆的),而且能夠使玻璃纖維水解破壞,降低強度。
    從上面分析來看,我們可以認定,玻璃鋼中的空隙含量多少,能在一定程www.cnfrp.net度上反映出玻璃鋼本身質量的,優劣,因此,人們可以根據玻璃鋼中空隙率所占的百分數,對其質量進行分級。美國對能用玻璃鋼的質量鑒別,就是用空隙率含量來分級的(表1-2)。


   (三)玻璃鋼空隙含量試驗方法
    玻璃鋼空隙含量可按建材部標準JC287-81 規定進行測試。
    直接測試玻璃鋼空隙含量的方法目前尚未見有報導。
    玻璃鋼的空隙含量是www.cnfrp.net通過測量玻璃鋼組分中的樹脂、纖維、玻璃鋼密度和樹脂在玻璃鋼中的含量,經過計算而得到的。試驗條件及試樣
    1.測驗玻璃鋼www.cnfrp.net空隙含量使用的儀器為:(1)分析天平―――感量為不大于0.001克和0.0001克各一臺,前者用于測量比重,后者用于測量玻璃鋼中的樹脂含量;(2)茂福爐;(3)瓷坩堝;(4)發絲;(5)燒杯;(6)干燥器等。
   根據JC87-81規定,試樣重量為2.5 克,每組試樣不少于3 個。測樹脂含量的試樣厚度不大于5毫米。
    2.試驗步驟
  (1)試樣外觀檢查和預處理。其方法和內容與玻璃鋼比重試驗相同;
  (2)按節中的方法對玻璃鋼的密度(比重)進行測試;
  (3)分別測定玻璃鋼組分中的樹脂和纖維增強材料密度。樹脂的密度可參考樹脂澆注體密度試驗方法進行試驗,樹脂澆注體中必須沒有氣泡,而且要和玻璃鋼中樹脂的固化時間、溫度、壓力盡可能相一致。纖維增強材料的密度試驗是先將增強纖維磨成粉末,然后用比重瓶進行測定。測定時必需排出水中的氣泡。
  (4)用燒失法測量玻璃鋼中的樹脂含量。其方法是將已測定密度的試樣放入已恒重的坩堝內,然后再進入茂福爐內高溫燒失,稱重。計算出玻璃鋼中的樹脂含量。
   (5)對于孔狀試樣,則要用密度和用量皆為已知的石蠟對其表面進行密封處理,并用修正過的密度公式進行計算。
    3.計算
    玻璃鋼空隙含量按下式計算: