Cấu trúc của vật liệu composite GFRP có thể bị phá vỡ trong trường hợp nào?

Vật liệu composite GFRP, với độ bền vượt trội, là niềm tự hào trong nhiều ứng dụng mới. Nhưng ngay cả những vật liệu kiên cường nhất cũng có thể bị thách thức bởi những lực tác động mạnh theo một số hướng nhất định. Hãy cùng GOAT khám phá các yếu tố chính có thể làm suy yếu và phá vỡ cấu trúc của vật liệu đặc biệt này.

COMPOSITE GFRP LÀ GÌ?

Trong bài viết "Composite là gì", GOAT đã trình bày chi tiết về composite. Tuy nhiên, composite có rất nhiều loại. Và nói đến composite polyme, ta sẽ thường kể đến một số loại như: polyme gia cường sợi carbon (CFRP) và polyme gia cường sợi thủy tinh (GFRP).

Trong khuôn khổ bài viết này, GOAT chỉ đề cập đến composite GFRP - Composite cốt sợi thủy tinh.
_______

* Định nghĩa:

Loại vật liệu này mang đến sự kết hợp tuyệt vời giữa sức mạnh và nhẹ nhàng, vượt trội hơn nhiều vật liệu khác. Nó không những bền bỉ và dẻo dai, mà còn chống ăn mòn vượt trội, an toàn trong các ứng dụng liên quan đến điện và nhiệt.

Sản xuất vật liệu composite cốt sợi thủy tinh (Nguồn ảnh: Sưu tầm)

Với khả năng linh hoạt trong thiết kế và độ bền mỏi cao, composite cốt sợi thủy tinh không chỉ đáp ứng mà còn truyền cảm hứng cho những giới hạn mới trong công nghệ sản xuất. Đặc biệt là ngành công nghiệp hàng không.

COMPOSITE CỐT SỢI THỦY TINH CÓ THỂ BỊ PHÁ VỠ KHÔNG?

❝
Chắc chắn câu trả lời là Có! Bất kỳ vật liệu nào cũng có những giới hạn của nó.

Cấu trúc của composite GFRP rất bền và khó bị phá hủy trong điều kiện thông thường, nhờ sự kết hợp giữa sợi thủy tinh và polymer. 

Tuy nhiên, như bất kỳ vật liệu nào, composite GFRP cũng có thể bị phá hủy nếu gặp phải các tác động mạnh từ những hướng nhất định hoặc khi bị căng thẳng quá mức trong thời gian dài.

CÁC TÁC ĐỘNG LÀM SUY YẾU COMPOSITE CỐT SỢI THỦY TINH

_______

1. TÁC ĐỘNG VA ĐẬP

Vỏ bề mặt sản phẩm composite cốt sợi thủy tinh bị nứt vỡ (Nguồn ảnh: Sưu tầm)

Liên quan đến tác động va đập, vật liệu composite cốt sợi thủy tinh có các tính chất vật lý đặc biệt như độ dẻo dai hạn chế và độ cứng cao. Chính vì vậy, khi bị tác động mạnh từ một hướng nhất định, lực có thể dễ dàng gây ra các biến dạng hoặc vết nứt nếu không có sự phân tán.

Điều này có nghĩa là nắp hố ga composite sẽ gặp phải thách thức khi đối diện với các tác động mạnh và theo một cách đột ngột từ các vật thể nặng khác. Cụ thể như sau:

1.1. Lực va chạm không được phân tán đều

Khi lực va đập mạnh tác động lên nắp hố ga tại một điểm nhất định, đặc biệt là các góc của nắp hố ga, năng lượng sẽ tập trung cục bộ. Điều này tạo ra áp lực lớn trên một vùng nhỏ. 

Các dạng hư hại đối với Composite GFRP (Nguồn ảnh: naphoga.vn)

Lúc này, vật liệu không đủ khả năng phân tán lực đều ra khắp bề mặt, những vết nứt nguy hiểm có thể xuất hiện, đe dọa đến sự an toàn và độ bền của nắp hố ga.

1.2. Lực va đập vượt quá khả năng chịu tải của sản phẩm

Tùy theo thiết kế mà sản phẩm làm từ Composite GFRP có các giới hạn về khả năng chịu tải của nó. Thông thường, các loại nắp composite tuân theo tiêu chuẩn tải trọng BS EN 124.

Nếu lực tác động (như trọng lượng xe cộ) vượt quá khả năng chịu tải thiết kế, có thể xảy ra tình trạng gãy vỡ.

❝ 

Điều này nhấn mạnh rằng, mặc dù composite GFRP có đặc tính bền và chịu lực tốt, nhưng việc đảm bảo rằng nắp hố ga được vận chuyển, lắp đặt đúng cách và đúng vị trí trên mặt đường là rất quan trọng. Điều đó sẽ tránh các hậu quả không mong muốn khi sử dụng.

_______

2. TÁC ĐỘNG TỪ TRỌNG LỰC KHI BỀ MẶT LẮP ĐẶT KHÔNG BẰNG PHẲNG

Hậu quả là các áp lực không mong muốn tích tụ ở những điểm yếu, dẫn đến nguy cơ nứt vỡ hoặc gãy vỡ. Từ đó, làm giảm đáng kể độ bền và an toàn của nắp hố ga.

Ảnh siêu âm các vết nứt gãy bên trong vật liệu Composite GFRP khi bị tác động lực đột ngột hoặc quá sức chịu tải (Nguồn ảnh: naphoga.vn)

Bạn có thể xem thêm ở bài viết: Tác nhân xấu ảnh hưởng đến độ bền của nắp hố ga

_______

3. TÁC ĐỘNG TỪ HÓA CHẤT MẠNH

Dưới đây là một số loại hóa chất mà composite GFRP có thể gặp khó khăn trong việc chịu đựng:

💢 Axit mạnh: Như axit sulfuric đặc và axit hydrochloric đậm đặc, có thể làm suy yếu cấu trúc vật liệu.

💢 Chất oxy hóa mạnh: Như clo và ozone, có thể làm giảm khả năng chống ăn mòn.

💢 Hóa chất ở nhiệt độ cao: Có thể làm mềm nhựa và ảnh hưởng đến độ bền.

_______

4. TÁC ĐỘNG TỪ MÔI TRƯỜNG

Ví dụ, nếu vật liệu bị tác động bởi môi trường hóa chất hay môi trường nhiệt độ cao, tính bền và độ dẻo dai của nó có thể bị giảm và dễ dàng xuất hiện các vết nứt.

_______

5. TÁC ĐỘNG TỪ LỖ KHOAN KHÔNG ĐÚNG CÁCH

Như nhiều bài viết của GOAT đã chỉ ra, cấu trúc ma trận sợi và nhựa của vật liệu là yếu tố then chốt tạo nên độ bền vượt trội của chúng.

Lỗ khoan vào composite GFRP (Nguồn ảnh: Sưu tầm)

Chính vì vậy, việc khoan lỗ để lắp đặt nắp hố ga composite cần phải chính xác và tuân thủ nghiêm ngặt quy trình. Nếu không, bất kỳ sự sai lệch nào về kích thước lỗ khoan hoặc quy trình khoan có thể gây ra các vết nứt quanh lỗ, làm suy yếu cấu trúc và giảm đáng kể độ bền của nắp hố ga.

KẾT LUẬN

Như vậy, mặc dù composite GFRP sở hữu độ bền vượt trội và khả năng chịu tải ấn tượng, nhưng việc sử dụng và bảo trì đúng cách là vô cùng quan trọng. Điều đó sẽ giúp bạn bảo vệ cấu trúc khỏi các tác động mạnh có thể gây hư hỏng.

Khi tuân thủ đúng quy trình và hướng dẫn của nhà sản xuất, composite GFRP không chỉ duy trì hiệu suất tối ưu mà còn đảm bảo tuổi thọ dài lâu, mang lại sự tin cậy và an tâm với mọi sản phẩm. Bằng sự bảo trì bảo dưỡng chu đáo, vật liệu này sẽ tiếp tục tỏa sáng và chứng tỏ giá trị vượt trội của mình theo thời gian.

Liên quan đến việc lắp đặt nắp hố ga composite, bạn có thể xem chi tiết ở bài viết:

• Lưu Ý Khi Lắp Đặt Nắp Hố Ga Composite Để Kéo Dài Tuổi Thọ Sản Phẩm
• Hướng dẫn lắp đặt nắp hố ga chuẩn

GOAT - Kiến Tạo Giá Trị Tốt Nhất

Thương hiệu Uy tín - Đồng hành suốt vòng đời sản phẩm

BTV Thanh Thủy - Nắp Hố Ga GOAT