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1、,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,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
2、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,FRP,的密度范围是,1.252.1g/cm,3,，是钢筋密度的,1/61/4,。,FRP,的密度（）,钢 筋,GFRP,CFRP,AFRP,7.9,1.252.1,1.51.6,1.251.4,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
3、,GFRP,CFRP,AFRP,纵向,11.7,610,-4-2,-6-2,横向,11.7,2130,2332,6080,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,220235,20503790,1.2,高强度,220235,37904825,1.4,高模量,345515,17253100,0.5,GFRP,E-Glass,6972,18602685,4.5,S-Glass,8690,34454135,5.4,AFRP,普通,6983,34454135,2.5,钢
4、筋,200210,300400,1.6,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%
5、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。,FRP,板材,FRP,板材是将树脂、纤维丝按照一定的比例通过高温固化挤压而形成的，包括,FRP,板和,FRP,板条。,FRP,棒材,FRP,棒材可以分为,FRP,筋和,FRP,格栅。,FRP在建筑中的应用,对结构材料的修复与加固,替换钢筋或钢管直接应用于新建结构中,FRP,材料以其轻质、高强、耐久和抗腐蚀等优越性能成为建筑工程中一种新型的结构材料。,目前,FRP,材料在
6、建筑工程的应用方式主要有两方面。,FRP,外贴补强技术,FRP,外贴补强技术（,FRP,布）,干铺法,湿铺法,FRP,筋替代钢筋,性价比,通过测算，工程结构中，达到相同截面拉伸强度，利用,GFRP,筋的价格是普通钢筋价格的,0.52,。即利用,GFRP,筋替代普通钢筋，仅考虑材料的拉伸强度或达到的截面拉伸强度，材料价格将下降将近一半。,桥梁结构,实例：美国布里奇街桥,(,密歇根，,Southfield,市,),FRP筋对混凝土构件性能的监测,FRP,筋具有,自感知智能性能,可以通过在,FRP,筋的生产过程中将光纤传感器埋置于纤维和树脂之中,利用光纤传感器的传感原理实现实时监控,通过,FRP,筋受力过程中电阻的变化来获得构件的应力和应变信息。,FRP筋在沿海地区和海洋工程中的应用,由于,FRP,筋具有很好的抗腐蚀性能,采用,FRP,筋代替混凝土结构中的钢筋就可以从根本上解决沿海地区和海洋工程中的钢筋锈蚀问题,延长结构的使用年限,节约资源。,结语,FRP,材料以其质量轻、抗拉强度高、耐腐蚀性强、耐久性能好等优点,近年来在国内外的结构加固及工程改造中得到广泛应用。并且随着研究工作的不断深入和计算分析方法的不断改进,FRP,材料在工程结构中的应用将会更广泛。,Thanks for your attention!,
FRP材料及其在工程材料中的应用
