碳纖維（CFRP）,，玻璃纖維（GFRP）,芳綸纖維（AFRP）增強復(fù)合材料的類型及應(yīng)用

gj5202014gs

纖維復(fù)合材料（FRP）主要有三種：碳纖維增強聚合物（Carbon　Fiber　Reinforced　Polymer,，簡稱CFRP）,、玻璃纖維增強聚合物（Glass　Fiber　Reinforced　Polymer,，簡稱GFRP）和芳綸纖維增強聚合物（Aramid　Fiber　Reinforced　Polymer,，簡稱AFRP）,。建筑工程中使用的FRP材料中,，纖維體積含量一般為60%～65%。
: [6 X& q- \# E) p
1 u' d" S. U" L9 d* [# _, @
碳纖維（Carbon　Fiber）是纖維狀的炭材料,，具有高強度和高彈性模量的特點,。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)�結(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)。高強度碳纖維聚合物的抗拉強度可達到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,，根據(jù)自然和加速暴露試驗表明，碳纖維聚合物的抗拉強度以及與混凝土的粘結(jié)強度在相當(dāng)于50年的時間內(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。

, `; u. O) Q( N8 }, N' i! X
7 h: _6 l. r  H6 }2 [/ y
玻璃纖維聚合物（GFRP）,，強度為590～1130MPa，密度為1.5～2.0g/cm3,，耐腐蝕性好,，用它加固補強，可全面提高被加固構(gòu)件的各項力學(xué)性能指標并改善構(gòu)件的受力性能,。同時,，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,，且施工簡便快捷,，是一種極具優(yōu)勢的補強加固材料�,！〔ＡЮw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)補強加固中使用最多。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)補強加固中最為常用,。　
- k6 {$ r, v" f! v4 S


' J5 b! g2 G) s' F% N- Z芳綸（Aramid　Fiber）是芳香聚酰胺纖維的簡稱,。芳綸纖維增強復(fù)合材料（AFRP）是20世紀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度、高彈性模量性能外,，還有較高的耐熱性能,。因為芳綸纖維是剛性大分子鏈，活動性能較差,，即使在高溫下也能保持較高的強度,。常用的芳綸纖維為芳綸1414，其原絲的抗拉強度為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，必須進行熱拉伸,，此時纖維的強度會略有下降,，但彈性模量可增加到88.9GPa，甚至高達133　GPa以上.
; p: ]. ~( A+ R: N% _* x# ?# A  I