FRP復合材料(Fibcr Reinforced Plastic,F(xiàn)RP)及其在現(xiàn)代土木工程中應用,這是土木工程領域的前沿課題之一,對于這一領域的研究工作,目前國內(nèi)剛剛起步,文中在綜合有關(guān)資料的基礎上,綜述了國內(nèi)外對FRP復合材料及其在現(xiàn)代土木工程中應用的研究,介紹FRP復合材料在現(xiàn)代土木工程中應用的關(guān)鍵技術(shù),并展望FRP應用前景.
復合材料(Composite Material)是指兩種以上的材料組合在一起形成的非均勻材料.事實上,自然界中絕大多數(shù)物體都可視為復合材料.在土木工程界,最典型的復合材料是混凝土.在現(xiàn)代工業(yè)界,復合材料是指人工制造合成的二相或多相材料,通常一相為加強材料( Reinforce),另一相為基質(zhì)(Matrix).常用的加強材料有玻璃( Glass)、銅(Carbon)、石墨(Graphite)或碳化硅(Polymer).常用的基質(zhì)材料有
各類聚合物(Polymer),如高分子聚合物、低分子聚合物、熱固性聚合物和金屬、陶瓷等.加強材料通常采用纖維( Fiber)或顆粒(Particle)兩種形式.在工業(yè)界最常采用的復合材料是加強纖維復合材料(FiberReinforced Plastic.FRP).復合材料的發(fā)展歷史很短,最早的復合材料產(chǎn)生于1 939年,是玻璃纖維復合材料(GlasslEpoxy Fiber Reinforced Plastic.GFRP).從1 959開始,工業(yè)界開始生產(chǎn)和應用復合材料.
復合材料產(chǎn)生和發(fā)展的基本思想是充分發(fā)揮加強材料和基質(zhì)的不同材料特性,并將其有機組合,使復合材料具有傳統(tǒng)材料所不具備的物理化學及力學特性.這種思想類似于鋼筋混凝土的特性,利用鋼筋承擔大部分受拉應力,利用混凝土承擔大部分受壓應力.所不同的是,在復合材料中,絕大部分應力均由具有較高強度的纖維承擔,而基質(zhì)主要起傳遞剪力和包裹纖維的作用.正是復合材料可以有機組合不同性質(zhì)的材料,因此復合材料具有傳統(tǒng)材料(如鋼材)無法比擬的優(yōu)點,復合材料最重要的優(yōu)點是具有非常高的強度對重量比(Strength to Weight Ratio)及剛度對重量比(Stiffnes to Weight Ratio),因此復合材料廣泛應用在航空、航天等要求輕質(zhì)高強結(jié)構(gòu)的領域.此外,復合材料還具有抗疲勞、抗腐蝕、磁電屏蔽及使用壽命長等優(yōu)點.
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