纤维增强聚合物(FRP)在结构、类型和用途

维增强聚合物(FRP)复合材料被定义为用纤维增强的聚合物。它代表了一类材料,属于称为复合材料的类别。复合材料是通过将一种或多种材料的颗粒分散在另一种材料中制成的,这种材料在它们周围形成一个连续的网络。FRP复合材料不同于钢和铝等传统建筑材料。FRP 复合材料是各向异性的,而钢和铝是各向同性的。因此,它们的特性是定向的,这意味着最佳的机械性能是在纤维放置的方向上。这些材料具有高强度密度比、出色的耐腐蚀性和方便的电、磁和热性能。然而,它们很脆,其机械性能可能会受到负载率、温度和环境条件的影响。纤维增强的主要功能是沿纤维长度承载载荷,并在一个方向上提供强度和刚度。在许多承载能力很重要的结构应用中,它取代了金属材料。玻璃钢在工程应用中的使用使工程师能够因其机械性能而在建筑的功能性、安全性和经济性方面取得重大成就。

复合材料的组成部分

1. 纤维

纤维的选择通常控制着复合材料的性能。碳纤维、玻璃纤维和芳纶是建筑中使用的三种主要纤维类型。复合材料通常以增强纤维命名,例如,CFRP代表碳纤维增强聚合物。纤维类型之间最重要的特性是刚度和拉伸应变。

纤维增强聚合物(FRP)在结构、类型和用途

2. 矩阵

基质应在纤维之间传递力并保护纤维形成不利影响。热固性树脂(热固性塑料)几乎全部使用。乙烯基酯和环氧树脂是最常见的基质。环氧树脂比乙烯基酯更受欢迎,但也更昂贵。环氧树脂在 20 摄氏度下的适用期约为 30 分钟,但可以用不同的配方进行更改。环氧树脂具有良好的强度、粘结力、蠕变性能和耐化学性。

纤维增强聚合物(FRP)在结构、类型和用途

纤维增强聚合物的种类 (玻璃钢)

1. 玻璃纤维增强聚合物(GFRP)

玻璃纤维基本上是由硅砂、石灰石、叶酸和其他次要成分混合而成。将混合物加热至在约1260°C熔化。然后让熔融玻璃流过铂板上的细孔。玻璃线被冷却、聚集和缠绕。纤维被拉长以增加定向强度。然后将纤维编织成各种形式,用于复合材料。基于铝石灰硼硅酸盐成分,玻璃纤维因其高电绝缘性能、低湿气敏感性和高机械性能而被认为是聚合物基复合材料的主要增强材料。玻璃通常是一种良好的抗冲击纤维,但重量比碳或芳纶重。玻璃纤维在某些形式上具有与钢相同或更好的优良特性。

纤维增强聚合物(FRP)在结构、类型和用途

2. 碳纤维增强聚合物(CFRP)

碳纤维具有很高的弹性模量,为200-800 GPa。极限伸长率为0.3-2.5%,其中较低的伸长率对应于较高的刚度,反之亦然。碳纤维不吸水,对许多化学溶液具有抵抗力。它们能很好地承受疲劳,既不会腐蚀,也不会出现任何蠕变或松弛。

纤维增强聚合物(FRP)在结构、类型和用途

3. 芳纶纤维增强聚合物(AFRP)

芳纶是芳香族聚酰胺的简称。芳纶纤维的知名商标是Kevlar,但也存在其他品牌,如Twaron、Technora和SVM。纤维的模量为 70-200 GPa,极限伸长率为 1.5-5%,具体取决于质量。芳纶具有很高的断裂能量,因此用于头盔和防弹服。它们对高温、湿气和紫外线辐射很敏感,因此在土木工程应用中没有广泛使用。最后,芳纶纤维确实存在松弛和应力腐蚀的问题。

纤维增强聚合物(FRP)在结构、类型和用途

玻璃钢的应用

  1. 碳FRP用于预应力混凝土中,用于CFRP的高耐腐蚀性和电磁透明度很重要的应用。
  2. CFRP复合材料用于海上平台的水下管道和结构件。除此之外,FRP还降低了火灾风险。
  3. 碳纤维增强聚合物用于制造深度较深的水下管道,因为与钢相比,它提供了显着增加的浮力(由于其密度低)。
  4. 楼梯和走道也由复合材料制成,以减轻重量和耐腐蚀性。
  5. 它用于高性能混合结构。
  6. 玻璃钢筋用作混凝土结构的内部钢筋。
  7. FRP 棒材、板材和带材用于加固由混凝土、砖石、木材甚至钢材建造的各种结构。
  8. 玻璃钢用于抗震改造。
  9. 纤维增强聚合物用于构建需要电中性的特殊结构。
  10. 芳纶纤维增强聚合物 (AFRP) 复合材料的高能量吸收使其适用于加固承受动态和冲击载荷的工程结构。
(56)
上一篇 2023年12月15日 12:28
下一篇 2023年12月15日 12:57

猜您喜欢

  • 树脂艺术与丙烯酸浇注:揭示主要差异

    树脂艺术和丙烯酸浇注是两种流行的流体艺术技术,在树脂艺术和手工艺领域备受瞩目。树脂艺术涉及将环氧树脂与颜料或闪光粉混合,这些混合物会相对较快地固化成具有光泽的固体表面。相比之下,丙烯酸浇注则利用丙烯酸涂料与丙烯酸基稀释剂混合,干燥后的表面比树脂艺术更轻盈。 探索这两种技术之间的差异对于有意涉足流体艺术的艺术家来说至关重要。通过了解它们各自的特点和成果,艺术家…

    2025年2月3日
    3.5K00
  • 什么树脂产品卖得好呢?

    树脂是一种由合成聚合物制成的硬质材料。这对你来说可能听起来像是胡言乱语,但这只是意味着树脂中没有天然成分,而且是人造的。 聚合物颗粒被熔化并与其他物质(如染料)混合以产生不同类型的树脂。这些树脂可用于各种用途。 例如,由于其高光泽度和耐用性,一些人将它们用于珠宝制作或雕刻,而另一些人将它们用于铸造艺术品或制作自制蜡烛或肥皂的模具! 什么树脂制品卖得最好? 树…

    2023年1月15日
    1.9K00
  • 玻璃钢和树脂的区别(树脂是玻璃钢吗)

    玻璃钢和树脂是两种不同的材料,它们在成分和性质上存在一些区别。以下是它们的主要区别: 成分:玻璃钢,也称为增强塑料,由玻璃纤维和树脂组成。玻璃纤维是一种强度高、刚度好的纤维增强材料,而树脂则是玻璃钢的基质,常用的树脂包括聚酯树脂、环氧树脂和酚醛树脂等。 物理性质:玻璃钢具有较高的强度和刚度,同时具有较低的密度,因此具有良好的强度重量比。它还具有优异的耐腐蚀性…

    2023年10月2日
    7.5K00
  • 碳纤维板——锻造外观

    增强复合碳纤维板采用100%高强度碳纤维增强和环氧树脂制成,在严格控制的工艺下固化,以生产最高标准的碳纤维板。增强型复合材料碳纤维板适用于全结构应用,同时两侧还具有A级(外观)、无针孔饰面。 板材的两个表面均采用具有半光泽饰面的优质锻造碳纤维织物。在固化过程之后,在切割或储存之前,板材的两面都涂有高质量的保护膜,以确保它们在运输过程中保持原始状态。 参数 宽…

    2024年6月6日
    5.8K00
  • 如何给红木家具上漆?

    当您准备好改变您的装饰时,不要扔掉您的红木家具——而是升级再造红木家具。自己粉刷家具可以节省一大笔钱,但在进行更改之前必须做好准备工作。清洁、打磨并用防污底漆打磨木材,以确保良好的油漆附着力。随后使用优质乳胶或搪瓷底漆。稍加努力,深色木质家具便可轻松焕发新生。 提示 如果使用乳胶漆,请用肥皂水清洁喷漆器。如果使用油性涂料,请使用矿物油精或油漆稀释剂。 1.用…

    2022年12月30日
    6.6K00
  • 如何解决手糊胶衣起皱问题?

    虽然胶衣优选喷涂方式,比较均匀,节省工时及胶衣材料。但是由于一些复合材料部件结构和位置差异等因素的影响,手工涂刷或滚涂胶衣依然是需要的。 有客户反馈手糊胶衣会更起皱,问如何处理? 我想抛开别的因素不讲,手糊胶衣最大的一个问题就是胶衣厚薄不均匀。当局部胶衣欠固化或厚薄不一的情况时,后续上的树脂积层则会很容易溶胀胶衣并引起胶衣起皱。当然,手糊胶衣起皱也不绝对是该…

    2022年4月23日
    5.5K00

发表回复

登录后才能评论
分享本页
返回顶部