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標(biāo)題: 碳纖維（CFRP）,，玻璃纖維（GFRP）,芳綸纖維（AFRP）增強(qiáng)復(fù)合材料的類型及應(yīng)用 [打印本頁]

作者: gj5202014gs 時(shí)間: 2015-9-29 08:46
標(biāo)題: 碳纖維（CFRP）,，玻璃纖維（GFRP）,芳綸纖維（AFRP）增強(qiáng)復(fù)合材料的類型及應(yīng)用
纖維復(fù)合材料（FRP）主要有三種：碳纖維增強(qiáng)聚合物（Carbon　Fiber　Reinforced　Polymer，簡(jiǎn)稱CFRP）、玻璃纖維增強(qiáng)聚合物（Glass　Fiber　Reinforced　Polymer,，簡(jiǎn)稱GFRP）和芳綸纖維增強(qiáng)聚合物（Aramid　Fiber　Reinforced　Polymer，簡(jiǎn)稱AFRP）,。建筑工程中使用的FRP材料中,，纖維體積含量一般為60%～65%。

碳纖維（Carbon　Fiber）是纖維狀的炭材料,，具有高強(qiáng)度和高彈性模量的特點(diǎn),。根據(jù)其原料及生產(chǎn)方式不同，主要分為聚丙烯腈基碳纖維及瀝青基碳纖維,。前者是把聚丙烯腈纖維在惰性氣體中高溫加熱所獲得的纖維,，是高強(qiáng)度型碳纖維。后者是把煤焦油或石油瀝青抽絲后經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成的纖維,，是一種高彈性模量型的碳纖維,。　碳纖維聚合物（CFRP）是以碳纖維為組分,，以樹脂為基體,，通過一定的成型方法形成的單向排列的碳纖維的復(fù)合片材。它具有高強(qiáng)輕質(zhì),、抗腐蝕,、耐老化、物理性能穩(wěn)定等極其優(yōu)越的品質(zhì),。高強(qiáng)度碳纖維聚合物的抗拉強(qiáng)度可達(dá)到3400MPa,，比鋼材高7～10倍，彈性模量有2.3×105MPa至3.9×105MPa等幾種,，而常用的碳纖維聚合物片材每平米只有幾百克的重量,。同時(shí)，根據(jù)自然和加速暴露試驗(yàn)表明,，碳纖維聚合物的抗拉強(qiáng)度以及與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度在相當(dāng)于50年的時(shí)間內(nèi)不發(fā)生改變,，具有足夠的耐候性，而且碳纖維聚合物的疲勞性能優(yōu)于鋼和混凝土材料,。

玻璃纖維聚合物（GFRP）,，強(qiáng)度為590～1130MPa，密度為1.5～2.0g/cm3,，耐腐蝕性好,，用它加固補(bǔ)強(qiáng)，可全面提高被加固構(gòu)件的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)并改善構(gòu)件的受力性能,。同時(shí),，玻璃纖維聚合物與混凝土的線膨脹系數(shù)接近，與混凝土結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作性能良好，且施工簡(jiǎn)便快捷,，是一種極具優(yōu)勢(shì)的補(bǔ)強(qiáng)加固材料,。　玻璃纖維主要有E玻璃纖維（電絕緣性）,、C玻璃纖維（耐化學(xué)腐蝕性）,、S或S玻璃纖維（高強(qiáng)度）、M玻璃纖維（高彈性模量）和AR玻璃纖維（耐堿玻璃）等,。其中E玻璃纖維及其制品在混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固中使用最多,。配套樹脂主要有不飽和聚酯樹脂（UP）、環(huán)氧樹脂,、酚醛樹脂,、熱固性樹脂（呋喃類樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂,、聚丁二烯樹脂,、有機(jī)硅脂等）、聚氨酯樹脂以及其他熱塑性樹脂（聚乙烯,、聚丙烯,、苯乙烯、ABS樹脂,、聚酰胺,、聚碳酸酯、聚甲醛,、聚酰亞胺,、聚砜、聚砜醚,、聚芳醚酮,、聚苯硫醚等等）。其中,，環(huán)氧樹脂在混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固中最為常用,。　

芳綸（Aramid　Fiber）是芳香聚酰胺纖維的簡(jiǎn)稱,。芳綸纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（AFRP）是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的高性能結(jié)構(gòu)材料,。芳綸纖維除具有高強(qiáng)度、高彈性模量性能外,，還有較高的耐熱性能,。因?yàn)榉季]纖維是剛性大分子鏈，活動(dòng)性能較差,，即使在高溫下也能保持較高的強(qiáng)度,。常用的芳綸纖維為芳綸1414，其原絲的抗拉強(qiáng)度為2.67～2.9GPa，彈性模量為38.9～50GPa,。如生產(chǎn)高彈性模量的芳綸纖維,，必須進(jìn)行熱拉伸，此時(shí)纖維的強(qiáng)度會(huì)略有下降,，但彈性模量可增加到88.9GPa,，甚至高達(dá)133　GPa以上.

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