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

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纖維復合材料（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%。

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& K+ P: d9 W. }' o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)高溫燒結而成的纖維,，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合片材。它具有高強輕質,、抗腐蝕,、耐老化、物理性能穩(wěn)定等極其優(yōu)越的品質,。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強度在相當于50年的時間內不發(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,。
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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件的各項力學性能指標并改善構件的受力性能。同時,，玻璃纖維聚合物與混凝土的線膨脹系數(shù)接近,，與混凝土結構的協(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,。　玻璃纖維主要有E玻璃纖維（電絕緣性）,、C玻璃纖維（耐化學腐蝕性）,、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構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)氧樹脂在混凝土結構補強加固中最為常用�,！�


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芳綸（Aramid　Fiber）是芳香聚酰胺纖維的簡稱,。芳綸纖維增強復合材料（AFRP）是20世紀70年代發(fā)展起來的高性能結構材料。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.
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