要对复合材料井盖的性能进行评价,则必须先对井盖综合分析。井盖在道路上使用,要满足各种车辆的碾压,那么衡量这一项的重要指标是承载能力(即实验荷载),实验荷载的高低即代表着井盖承载能力的高低。因此,用复合材料做井盖,必须具有足够的承载能力以满足应用要求。接下来我们从以下几点进行分析:
一、从结构上分析:井盖是受力结构产品,井盖上部受压,而下部受拉。根据复合材料的可设计性,可以根据井盖不同部位的受力要求而设计、使用不同复合材料。同时设计合理的结构,使复合材料均匀受力,从结构上让复合材料受力更合理,让井盖承载能力更高。
二、从材质上分析:要提高井盖的承载能力,应从以下几个方面考虑
1、连续纤维的增强效果远远优于颗粒的增强效果;
2、连续纤维含量越高,其增强效果越好,井盖承载能力越强(纤维含量有一定限度、超过限度时不是越多越好);
3、连续纤维的增强效果远远高于短纤维的增强效果。在复合材料中,用30-50mm短纤维增强的复合材料的强度仅为用连续纤维增强的复合材料强度的20-30%;
4、增强材料与基体材料界面结合好坏,直接影响增强效果。钢纤维在混凝土中一般未作处理(即时处理,在混凝土中有水、有氧的情况下,表面亦易生锈),界面结合一般不理想;而现有玻璃纤维表面一般有浸润剂,在不饱和树脂中使用时,界面结合较好。
三、几种不同复合材料的增强效果比较如下:
粉煤灰增强再生树脂<<竹纤维增强菱镁水泥<钢纤维增强混凝土<短纤维增强不饱和树脂<<连续纤维增强不饱和树脂。
除了对井盖的承载能力分析外,对井盖的使用寿命从材质上进行分析也很重要。影响复合材料井盖使用寿命的因素很多,归纳起来有:基体材料的强度及稳定性,增强材料的强度及稳定性,材料复合过程的界面结合效果,井盖露天部分的耐磨、耐老化性能,井盖的使用条件等。
几种材料的稳定性及效果比较如下:
1、基体材料的强度:菱镁水泥<混凝土<再生树脂<不饱和树脂
2、基体材料稳定性:菱镁水泥<<混凝土<再生树脂<不饱和树脂
3、增强材料的强度:粉煤灰<<竹纤维<<钢纤维<玻璃纤维
4、增强材料稳定性:竹纤维在菱镁水泥中<钢纤维在混凝土中<钢筋在不饱和树脂中<玻璃纤维在不饱和树脂中
四、界面结合效果
菱镁水泥<混凝土与钢纤维或钢筋<钢筋与不饱和树脂<再生树脂与粉煤灰<不饱和树脂与玻璃纤维。
五、耐磨效果
菱镁水泥<再生树脂+粉煤灰<不饱和树脂+细颗粒碳酸钙或滑石粉<混凝土<不饱和树脂+石英砂。
六、耐老化效果
菱镁水泥<再生树脂<不饱和树脂<不饱和树脂+光稳定剂<混凝土。