Le matériau verrier a une histoire presque aussi ancienne que la civilisation. Mais l'utilisation du verre comme matériau de renforcement est une idée relativement nouvelle. Le verre était utilisé comme matériau décoratif aux XVIe et XVIIe siècles. Une robe en califine a été présentée à la «Colombian Exposition» en 16.
Le verre est un matériau inorganique sans orientation ni cristallisation. Les travaux de Griffith ont révélé les propriétés de haute performance du verre en 1920. Les substances générales qui composent le mélange de verre sont le dioxyde de silicium, l'oxyde de calcium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de bore et certains oxydes métalliques. En tant que structure, le verre a une structure de réseau tridimensionnelle isotrope.
L'histoire commerciale de la fibre de verre en tant que fibre haute performance commence avec l'investissement conjoint d'Owens Illinois et de Corning Glass. Avec ce début, la production de fibre de verre a augmenté en moyenne de 1970 à 15 % chaque année jusqu'aux années 25. Dans les années suivantes, elle abandonne le marché de la fibre de verre à l'aramide, aux fibres de carbone et aux composites renforcés.
Pourtant, le verre est actuellement l'un des matériaux de renforcement les plus importants. Les principaux fabricants de fibres de verre haute performance sont Owens Corning, Wentrotex, Ashltrom et Pilkinton.
Le bloc de construction de base pour tous les types de verre commercial est la silice. La silice est obtenue en faisant fondre divers oxydes entre 1300 et 1600 °C. Il existe des produits commerciaux en fibre de verre disponibles dans une grande variété de structures et de propriétés.
1. A – Verre : C'est une composition de verre contenant des alcalis. Il est très rarement utilisé pour la production de fibres.
2. AR – Verre : Il s'agit d'une composition de verre résistant aux alcalis (AR : Alkaline Resistant). Le ciment est utilisé comme élément de support.
3. C – Verre : Il s'agit d'une composition de verre résistant aux produits chimiques (C : Chemical Resistant). Il est utilisé pour la production de fibres.
4. E – Verre : C'est une composition de verre à haute résistance électrique. (E : résistant électriquement)
5. HS – Verre : Il s'agit d'une fibre de verre à haute résistance (HS : High Strength).
Contient Magnésium - Silice - Alumine et de petites quantités d'autres oxydes.
6. S – Verre : Il a une structure similaire à HS – Verre. L'utilisation de cette fibre est en augmentation.
Environ 90 % de la production totale de fibres de verre est constituée de verre E. Ce type de verre est souvent utilisé dans l'industrie des plastiques renforcés de verre (GRP : Glass Reinforced Plastics). La fibre AR, qui est une fibre plus récente, est utilisée comme matériau de remplissage hydraulique dans les éléments de support contre la formation de peaux et la rupture.
AR – Le verre contient des quantités importantes de ZrO2 dans sa structure et c'est la principale raison de sa résistance aux alcalis..Fibres de verre à filaments continus Il est généralement utilisé dans les applications hautes performances. La production de verre à filament, qui a d'abord été réalisée par Owens Corning, est essentiellement deux étapes Il est formé.
- Production de verre : Cette partie consiste à faire fondre les matières premières. Tous les composants sont fondus à une température de 1700 °C. Un verre homogène est obtenu par mélange et fusion des composants. Il est produit en boules semblables à des éclats de verre.
- Traction de fibre : Dans cette section, les billes sont à nouveau fondues et acheminées vers les buses. Ces buses ont un minimum de 200 trous. Après le filage de la fibre, la fibre de verre est enroulée sur une bobine et calibrée pour augmenter ses performances.
Il peut y avoir quelques différences mineures dans les applications commerciales. Bien que la section transversale des fibres de verre soit généralement circulaire, la production est également réalisée dans différentes sections transversales.
Les fibres de verre sont à haute résistance, ininflammables et résistantes à la chaleur. Ils sont également très résistants aux produits chimiques, à l'humidité et à divers organismes. La résistance du verre dépend de la composition, du diamètre des fibres et de la température de filage des fibres. Par exemple, le rapport résistance/diamètre de la came A est très linéaire, mais la résistance de la came E ne dépend pas beaucoup de son diamètre.
E-Glass est normalement considéré comme une fibre haute performance.
Mais de nos jours S-Cam se distingue par son économie dans les applications de performance mécanique.
Owens Corning a développé un nouveau S-Glass appelé S-2, qui est une alternative aux fibres d'aramide et de carbone avec un bon rapport résistance/coût. Le S-2 offre une bonne résistance, dureté et résistance à la fatigue, ainsi qu'une bonne résistance à la chaleur et une invisibilité radar. La force de S-Cam n'est pas seulement à un bon niveau par rapport à E-Cam, mais également par rapport à d'autres types de fibres hautes performances.
La résistance de la fibre de verre est sérieusement réduite avec des dommages à la surface. Par conséquent, les caractéristiques de haute performance doivent être soutenues par une protection de surface. E-Cam a également une très mauvaise résistance aux acides minéraux.
Les domaines d'utilisation généraux de la fibre de verre sont les suivants.
- Industrie aéronautique et spatiale
- Divers outils et équipements
- construction
- Produits résistants à la corrosion
- Câbles de fibre optique
Les fibres de verre ont une grande variété d'utilisations finales, de la fibre au filament en passant par le tissu. Le domaine d'utilisation le plus important de la fibre de verre est celui des plastiques supportés par du verre. Ces produits sont principalement des produits de type automobile, équipement de sport. De plus, les fibres de verre sont utilisées dans la production de pièces d'avions légers. Owens Corning produit également des fils texturés destinés à l'ourdissage de tissus décoratifs et industriels.
Aujourd'hui, les fibres de verre sont dans une position compétitive par rapport à l'amiante en termes de propriétés ininflammables, ne se détériorent pas facilement et n'ont pas d'effets nocifs sur la santé.
S-Cam a un module et une résistance plus élevés que E-Cam. Le verre S pour un poids égal offre une résistance et une résistance à la fatigue plus élevées. Pour cette raison blindage de cabine de vol, blindage d'hélicoptère, sièges et plancher d'hélicoptères et d'avions utiliser pour. De plus, S-Cam a une structure difficile à voir avec les systèmes radar et cette fonctionnalité est utilisée dans l'armée.
Les fibres de verre sont également utilisées pour soutenir les pneus automobiles. AR-Cam a été utilisé avec succès comme armature de ciment et de béton. Un exemple de telles applications est les surfaces anti-fissuration revêtues sur les autoroutes.
L'un des domaines d'utilisation les plus importants des fibres de verre est celui des câbles à fibres optiques. La fibre de verre est très appropriée pour ce travail avec sa gamme de longueurs d'onde remarquable, sa résistance et sa durabilité à long terme. La quantité de perte dans les transmissions faites avec de la fibre de verre a été réduite à 20 db./km avec la technologie d'aujourd'hui. Ces câbles peuvent être utilisés pour tout type de transmission de voix et de données à des fins de communication.
Il existe des applications où les fibres de verre en fil continu sont utilisées contre l'érosion.
Les tissus enduits de fibres de verre sont utilisés comme élément de support dans diverses constructions de l'industrie de la construction. Un autre domaine d'application de la fibre de verre dans la construction est l'utilisation de couches de béton armé de fibre de verre pour le chauffage par le sol avec divers éléments chauffants.
