Plastový káblový žľab vystužený sklenenými vláknami

Existuje úzka korelácia medzi pomerom vystuženia vlákien FRP káblového žľabu a jeho mechanickou pevnosťou, čo priamo ovplyvňuje inžiniersku použiteľnosť produktu. V typickom zložení sa ako výstužný materiál jadra používa sklenené vlákno a jeho obsah zvyčajne kolíše medzi 30 % a 70 % a táto zmena pomeru výrazne zmení mechanické vlastnosti materiálu. Keď pomer hmotnosti vlákna dosiahne zlatý rozsah 50 %-55 %, káblový žľab môže dosiahnuť najlepšiu rovnováhu medzi pevnosťou a húževnatosťou, pevnosť v ťahu môže dosiahnuť 300 – 350 MPa a modul ohybu sa udržiava na 15 – 18 GPa, čo plne spĺňa mechanické požiadavky väčšiny energetických projektov pre káblové nosné systémy. Stojí za zmienku, že čím vyšší je pomer vlákniny, tým lepšie. Akonáhle prekročí kritickú hodnotu 65 %, je ťažké úplne infiltrovať živicovú matricu do vlákna, ale povedie to k zníženiu medzifázovej väzby a zníženiu rázovej húževnatosti asi o 20 %.

V skutočnej výrobe majú rôzne procesy zjavné rozdiely v schopnosti kontrolovať obsah vlákniny. Tradičným ručným-procesom ukladania sa zvyčajne dá dosiahnuť obsah vlákniny nižší ako 45 % a pevnosť značne kolíše; zatiaľ čo pokročilá pultrúzna technológia dokáže presne regulovať pomer vlákien na približne 60 %, čím sa axiálna pevnosť produktu zvyšuje o viac ako 40 %. Pre scenáre špeciálnych aplikácií inžinieri prijmú cielené optimalizačné stratégie: v korozívnych prostrediach, ako sú chemické zóny, môže kombinácia 60% vlákna a vinylesterovej živice zvýšiť odolnosť voči kyselinám a zásadám trojnásobne; v situáciách, kde sa vyžaduje odolnosť proti nárazu, sa na zvýšenie húževnatosti pridáva 5 %-10 % nakrátko strihaných vlákien. Norma State Grid Q/GDW 1819-2013 jasne vyžaduje, že obsah vlákien v žľaboch napájacích káblov nesmie byť nižší ako 50 % a niektoré projekty veternej energie na mori používajú 55 % vlákna zmiešané s roztokom uhlíkových vlákien na zvýšenie odolnosti produktu proti tajfúnu o 60 %.

Na zabezpečenie kvality produktu sa v tomto odvetví vo všeobecnosti používa-metóda vyhorenia (GB/T 2577) na presné určenie obsahu vlákna a na overenie skutočnej pevnosti spolupracuje s troj{2}}testom ohybu (ASTM D790). Analýza skenovaním elektrónovým mikroskopom ukazuje, že keď je obsah vlákien primeraný, povrch lomu predstavuje zmiešanú morfológiu vytiahnutia vlákna{5}} a lomu živice, čo naznačuje, že napätie sa účinne prenieslo a rozptýlilo. Z ekonomického hľadiska každé zvýšenie obsahu vlákniny o 5 % zvýši náklady na materiál o 8 %-10 %, preto je potrebné zvoliť správny typ podľa normy JC/T 941-2016: 40 %-45 % pre scenáre s nízkou záťažou (trieda I), 45 % pre stredné zaťaženie (trieda I), 45 % – 50 % pre stredné zaťaženie ťažký zaťaženie (trieda III). Vďaka tejto precíznej kontrole môžu vysokokvalitné káblové žľaby FRP dosiahnuť viac ako trojnásobný pomer pevnosti a hmotnosti v porovnaní s pozinkovanou oceľou pri zachovaní vynikajúcej odolnosti proti korózii, čo je základným dôvodom, prečo čoraz viac nahrádzajú tradičné kovové výrobky v oblasti elektroenergetiky, chemického priemyslu atď.