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非金属GRC材料箱变箱体制造工艺及其强度可靠性分析 字体大小：大 - 中 - 小 gqgmzhang ? 发表于 09-12-27 11:35 ? ? 阅读(319) ? 评论(0) 景观型非金属箱体特点　　　　景观型非金属箱式变电站箱体（以下简称箱变箱体）见图1应用GRC复合材料制造始于上世纪的1997年。由于其具有较强的机械强度（其试样的强度，抗折18～20MPa，抗拉3.5～4.5MPa、抗压40～45MPa、抗冲击14～18KJ/?），箱体能够满足IEC1330标准规定的六条判据要求,可防止万一内部故障电弧破坏强度。资料记载德国公司要求在故障时能承受0.018MPa冲击力及0.035MPa冲击力（非移动式）。 　　图1 　　　　GRC（Glass Fiber Reinforced Cement）复合材料制造的箱变箱体其强度完全可以承受汽车运输产生的震动和抖动的破坏力。苏州企业制造的非金属箱式变电站已先后采用汽车运输到蒙古、越南、哈萨克斯坦等国。　　　　GRC材料从上世纪70年代开始应用于箱式变电站制作上,并在桥梁、建筑、护拦、遮阳板、粮仓、浮筒等处使用,已证明其具有抗曝晒、抗辐射、抗风化、隔热、防水等特性,具有防大气腐蚀能力。GRC材料试块的物理学性能实验表明其抗冻融性25个循环没有出现剥落、脱层等不良现象。实践使用证明非金属箱变箱体和户外电气柜体在户外受骤冷、骤热环境下不产生凝露,因此杜绝因凝露产生高低压电气设备闪络,甚至短路事故发生。　　　　GRC材料制造的非金属箱变箱体外型可塑性大,尺寸变化不受限制,目前箱变箱体外型有欧式形式多种及户外开关站、户外环网柜、农用配电箱、电站用消弧线圈柜、中性点电阻柜等箱体。色彩可与周围环境协调匹配,能满足城市建设和景区环境要求。箱体的外观有多种装饰,除采用各种颜色外墙乳胶漆涂料,仿石砖、墙砖、三色条砖、木纹砖等装饰外.苏州爱信公司在非金属箱体外装嵌仿腐木条（见图2）,其防腐木条是经过CCA-C防腐剂专门处理过,可提高使用寿命十倍以上。 　　图2 GRC材料制造的箱体使用寿命长达40~50年,与水泥制品、金属制品相比较的评价见阿尔斯通公司推荐的比较表。 ? 　　表1 箱变箱体材料评价比较表 ? GRC 传统水泥 金属 抗腐蚀性 好 中 差 抗火性 好 中 差 抗内部燃烧性 中 好 差 维护性 好 好 差 寿命 中 好 差 总评 高 高 差 　　　　2 GRC复合材料的由来及其制造工艺　　　　GRC复合材料首先是由英国建筑研究单位于上世纪70年代开发研究成功的。具有轻薄、抗撞、吸音、防潮、耐酸雨、耐盐份、耐风化、施工快速等多重优点,而被广泛应用多种场合,同时GRC材料也被应用制造箱变箱体上来。　　　　GRC复合材料是以耐碱玻纤作增强材料,低碱度（pH≤10.5）硫酸铝盐快干水泥为粘结材料,掺入细砂及相关添加剂,按专业配方混合后，通过专用设备混合喷射浇注在相应的尺寸的模具中成型,其设备的工作原理见图一。压缩空气驱动风动马达时,玻纤无捻粗砂纤维由输送管进入切割腔被主动辊轮上的刀片切断，在高压空气作用下,将切好的约2cm左右的玻纤段通过喷嘴射出去,与此同时,机座上的另一处设有水泥砂浆喷枪,由水泥挤压泵将水泥砂浆输送到喷头内,在高压空气作用下喷出并在空气中雾化,两个喷嘴之间形成一　　　　定夹角,使水泥砂浆和玻纤段在空间均匀混掺,进入所需的模具中成型,在混掺玻纤的水泥砂浆未固化之前用瓦工的抹子反复刮平,紧压其表面,直至初步固化成型（一般在25分钟以内）。水泥固化过程是放热化学反映,夏季气温高于30℃以上情况下可在表面洒水保养,冬季温度较低,初凝时间较长,可加入速凝剂等化工原料或采用移动式火炉烘烤,提高环境温度加速固化，在成型保养过程中采用塑料膜敷盖保温,经过10～12小时可脱模.此时其强度比较低,但完全可以进行整体的搭建施工,真正达到指标强度要6～7天时间。室温低于3℃不易进行GRC材料浇注作业。 　　图3 GRC浇注喷射原理图　　　　３关于非金属箱体强度可靠性理论的引述和分析 GRC复合材料其主要成分是特种快干水泥，骨料为细砂，增强材料为耐碱玻璃纤维，在箱体制造时又在GRC复合材料的混凝土中增放钢筋骨架，其骨架与结构联结用的预埋件相焊接，其墙板横梁中的骨架及预埋铁见图4、图5。顶盖中的钢筋骨架及预埋铁见图6。 ? 　　图4 墙板钢筋骨架GRC复合材料 ? 　　图5 横梁钢筋骨架GRC复合材料 ? 　　图6 顶盖钢筋骨架 　　 ? 　　图7 钢筋混凝土受力示意图 　　　　4 非金属箱体的空间刚度　　　　箱变箱体强度除决定选材规格、材质外，还与施工中底架和墙板、顶盖等整体牢固结合可靠有关。箱