מה המשמעות של Tg עבור אפוקסי מבני
טמפרטורת מעבר הזכוכית (Tg) של אפוקסי היא טווח הטמפרטורות שבו השרף המתרפא משתנה ממוצק נוקשה וזכוכיתי למצב רך וגומי. מתחת ל-Tg רשת הפולימר קשיחה ונושאת עומס; מעל Tg המודול יורד בחדות, הזחילה מואצת, והדבק אינו יכול עוד להעביר כוח בצורה אמינה בין סיבי הפחמן למצע. עבור מערכות CFRP מודבקות חיצונית, ה-Tg של הדבק קובע אפוא את הגבול העליון של טמפרטורת השירות שהחיזוק יכול לעמוד בה. הגדרת אפוקסי מבני מבלי לאשר את ה-Tg שלו היא אחת ההשמטות הנפוצות ביותר - והמשמעותיות ביותר - בפרויקטי CFRP.
מדוע Tg שולט בביצועי CFRP
בעטיפה רטובה של CFRP, האפוקסי האימפרגנציה מבצע שלוש משימות: הוא מרווה את הבד, הוא מדביק את המרוכב לבטון, והוא מעביר גזירה בין סיבים למצע. כל אלה תלויים בכך שהשרף יישאר נוקשה. כאשר טמפרטורת השרף מתקרבת ל-Tg, מודול האחסון שלו יכול לרדת בסדר גודל, חוזק ההדבקה יורד, והעיוות האפקטיבי בסיבים נופל הרבה מתחת לערך התכנון של ACI 440.2R. התוצאה היא אובדן שקט של קיבולת שלעתים קרובות אינו מורגש עד לאירוע עומס ביום חם. Tg אינו מספר שיווקי - הוא צוק הטמפרטורה שהתכנון חייב להתרחק ממנו.
דרישות התקן ומרווח ה-Tg
ACI 440.2R דורש שטמפרטורת השירות המקסימלית המתמשכת של האלמנט המחוזק תישאר מתחת ל-Tg של הדבק במרווח בטוח. המוסכמה המקובלת היא מרווח של 15C: טמפרטורת השירות התכנונית לא תעלה על Tg מינוס 15C. קריטריוני הקבלה של ICC-ES ו-GB 50367 נוקטים עמדה דומה, הדורשים שה-Tg של הדבק ידווח על ידי DMA (ASTM E1640 / ISO 6721) ויעלה על טמפרטורת התכנון בכמות מוגדרת. עבור רוב פנים הבניין ואלמנטים חיצוניים מוגנים, Tg של לפחות 60C עונה על כלל זה מול טמפרטורת פני שטח אופיינית של 45C.
דבק אימפרגנציה FSE 322: Tg לפחות 60C
FidStrong FSE 322 הוא האפוקסי המבני המשמש לאימפרגנציה בעטיפה רטובה של בד סיבי פחמן FSC. הוא מנוסח ליישום רטוב באתר, עם Tg של לפחות 60C כאשר הוא מתרפא בתנאים סטנדרטיים (7 ימים ב-23C, או מקביל). זה הופך אותו למתאים לרוב יישומי חיזוק מבנים וגשרים שבהם טמפרטורות פני השטח התכנוניות נשארות מתחת ל-45C. עבור לוחות זמנים של ריפוי קריר יותר או מהיר יותר, אשרו את ה-Tg שהושג על ידי DMA על דגימות שנרפאו באתר, מכיוון ש-Tg רגיש לטמפרטורת הריפוי ולזמן בפועל - שרף המדורג Tg של לפחות 60C ב-23C/7d יגיע ל-Tg נמוך יותר אם ירפא ב-10C.
בחירת הדבק הנכון לפי טמפרטורת השירות
| טמפרטורת פני שטח תכנונית | Tg נדרש (מינימום) | מערכת מומלצת |
|---|---|---|
| עד 40C (פנים, מוצל) | 55C | FSE 322 + פריימר אפוקסי FSE 302 |
| עד 45C (חוץ מוגן) | 60C | FSE 322 (ריפוי סטנדרטי) |
| עד 55C (שמש ישירה, משטח כהה) | 70C | FSE 322 עם ריפוי לאחר, או גרסת Tg גבוהה |
| מעל 55C (אזורים חמים תעשייתיים) | לפי ניתוח | התייעצו עם FidStrong; שקלו הגנה מכנית |
להדבקת לוחות, לדבק לוחות FSE 362 יש דירוג Tg משלו - אשרו שהוא עומד באותו כלל מרווח לפני הגדרתו לסביבות חמות.
אימות Tg באתר
Tg המוצהר בגיליון נתונים טכני משקף לוח זמנים ריפוי ספציפי. תנאי האתר לעתים רחוקות תואמים בדיוק. עבור פרויקטים קריטיים או בסביבה חמה, צקו דגימות קורה מהאצווה המעורבבת בפועל, רפאו אותן לצד העבודה, ובדקו באמצעות DMA או DSC. ריפוי לאחר של 24-48 שעות ב-40-50C יעלה את ה-Tg המושג של FSE 322 לעבר הפוטנציאל המלא שלו ומהווה נוהג טוב כאשר טמפרטורת התכנון מתקרבת לגבול ה-Tg. תמיד תעדו את היסטוריית הריפוי לצד תוצאת ה-Tg.
שאלות נפוצות
האם ניתן להשתמש באפוקסי מעל ה-Tg שלו?
לא להעברת עומס. מעל Tg ההדבקה והעברת הגזירה מתדרדרות במהירות. אם טמפרטורת השירות השיא עולה על Tg מינוס 15C, בחרו דבק בעל Tg גבוה יותר, הוסיפו הגנה תרמית, או הפחיתו משמעותית את דירוג המערכת.
האם ריפוי מהיר מוריד את ה-Tg?
כן. Tg תלוי בדרגת הריפוי. ריפוי מהיר בטמפרטורה נמוכה משאיר את הרשת לא מתרפאת במלואה ואת ה-Tg נמוך מערך גיליון הנתונים. תמיד אשרו Tg על דגימות שנרפאו תחת לוח הזמנים בפועל באתר.
איזה Tg אני צריך עבור מבנים החשופים לאש?
Tg של אפוקסי לבדו אינו יכול להגן על CFRP באש. עבור אלמנטים מדורגי עמידות אש, שלבו דבק תואם תקן עם שכבת הגנה מפני אש בגודל הנדרש לדירוג, והניחו שה-CFRP אינו פעיל במהלך אירוע האש.