文档介绍：FRP材料及其在工程结构中的应用
1
报告内容
FRP材料的基本介绍
1
FRP材料的性能
2
FRP材料的品种
3
FRP材料的应用
4
FRP的基本介绍
纤维复合材料(Fiber Reinforced Polymer)是把高性能的纤维经过编织与环氧树脂等基材胶合凝固或经过高温固化而形成的一种新型复合材料。
纤维
树脂
FRP
(CF、GF、AF)
两个作用
延伸率
FRP中纤维的性能比较
玻璃纤维
抗拉强度高,电绝缘性较好,价格便宜
脆性大,不耐碱,长期受力下易断裂。
碳纤维
高强高模,密度小,耐腐蚀等
各向异性,耐冲击性较差,价格昂贵。
芳纶纤维
抗拉强度高,韧性好
抗压强度较低,大约为其抗拉强度的1/8。
FRP的物理性能
密度
~,是钢筋密度的1/6~1/4。
FRP的密度( )
钢筋
GFRP
CFRP
AFRP

~
~
~
线膨胀系数
线膨胀系数反映材料在高温下的尺寸稳定性、纤维种类、纤维含量和树脂种类是影响FRP线膨胀系数的主要因素。
方向
线膨胀系数( )
钢筋
GFRP
CFRP
AFRP
纵向

6~10
-4~-2
-6~-2
横向

21~30
23~32
60~80
FRP的线膨胀系数
C
°
-
´
/
10
6
FRP的力学性能
与钢筋力学性能对比
纤维种类
E(GPa)
抗拉强度(MPa)
极限拉应变(%)
CFRP
普通
220~235
2050~3790

高强度
220~235
3790~4825

高模量
345~515
1725~3100

GFRP
E-Glass
69~72
1860~2685

S-Glass
86~90
3445~4135

AFRP
普通
69~83
3445~4135

钢筋
200~210
300~400

FRP的长期性能
疲劳性能
FRP不易发生疲劳破坏,且不易受外界环境的影响。
实验表明:
每十年的对数时间,CFRP、GFRP、AFRP相对于其静力强度值分别降低了5%~8%、10%、5%~6%。经过200万次的疲劳循环后,CFRP、AFRP的剩余强度分别为其静力强度的50%~70%、54%~73%。
耐久性能
耐久性能是FRP长期性能的一个重要方面。
81%
45%
100%
紫外线辐射
80%
75%
80%
高温性能
100%
100%
100%
冻融循环
23%
70%
85%
动态疲劳
100%
60%~85%
100%
耐酸性能
15%
92%
95%
耐碱性能
GFRP
AFRP
CFRP
注:表中数据为相对于其静力强度的百分比
FRP的品种
FRP布
建筑工程中用于加固的FRP材料,按形式可以分为布、板材、棒材等。