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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(lèi)型及應(yīng)用 [打印本頁(yè)]

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(lèi)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(chēng)CFRP）、玻璃纖維增強(qiáng)聚合物（Glass　Fiber　Reinforced　Polymer，簡(jiǎn)稱(chēng)GFRP）和芳綸纖維增強(qiáng)聚合物（Aramid　Fiber　Reinforced　Polymer，簡(jiǎn)稱(chēng)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(shù)脂為基體，通過(guò)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?！〔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(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(shù)脂主要有不飽和聚酯樹(shù)脂（UP）、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、熱固性樹(shù)脂（呋喃類(lèi)樹(shù)脂、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂、聚丁二烯樹(shù)脂、有機(jī)硅脂等）、聚氨酯樹(shù)脂以及其他熱塑性樹(shù)脂（聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、ABS樹(shù)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(shù)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(chēng)。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(lái)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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