室外玻璃钢坐凳图片
玻璃钢(复合材料`FRP)材料说明及优点:FRP复合材料是国外于20世纪初开发的一种新型材料,它具有质轻、高强、防腐、保温、易成型、易着色、寿命长等特点。
其密度为1.5~2.0g/cm3,比钢轻3~4倍,而比强度比钢高1.7倍,机械性能和物理性能良好。复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求,需要由两种或两种以上的材料复合在一起,组成另一种能满足人们要求的材料,即复合材料。
例如,单一种玻璃纤维,虽然强度很高,但纤维间是松散的,只能承受拉力,不能承受弯曲、剪切和压应力,还不易做成固定的几何形状,是松软体。如果用合成树脂把它们粘合在一起,可以做成各种具有固定形状的坚硬制品,既能承受拉应力,又可承受弯曲、压缩和剪切应力。这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。
玻璃钢密度介于1.5~2.0之间,只有普通碳钢的1/4~1/5,比轻金属铝还要轻1/3左右,而机械强度却很高,某些方面甚至能接近普通碳钢的水平。例如某些环氧玻璃钢,其拉伸、弯曲和压缩强复均达到400MPa 以上。按比强度计算,玻璃钢不仅大大超过普通碳钢,而且可达到和超过某些特殊合金钢的水平。
树脂好比钢筋混泥土中的水泥,也好比人体中的肌肉。纤维好比钢筋混泥土的钢筋,也好比人体中的骨骼。树脂是基体,纤维是骨架。在FRP中各自起着独立作用,但又不是孤立的,而是由于剪切变形造成的。
FRP的强度来于玻纤,不论是强度还是弹性模量,树脂比玻纤差得多,但是,FRP的弯曲、层间剪切及平行压缩度,在很大程度上又决定于树脂,对于拉伸强度,虽然取决于玻纤,但仍然不能忽视树脂的作用。
至于树脂的作用,大致有三个方面:
1.粘结作用:树脂不同,粘结力也不同,如环氧树脂有多种极性基团,特别是环氧基与玻璃可能一化学键连接,这是环氧的优势;聚酯树脂浸润性好的优势,而且交联点多;而酚醛树脂却以交联密度大的优势来弥补自身的不足。在FRP中,不希望纤维互相接触,最好呈分散状才能起骨架作用。纤维和树脂的粘结作用在单向FRP中,当受力方向与纤维方向垂直时,强度与纤维含量关系不大,而与树脂本身以及树脂与纤维粘结有关。
2.传递载荷与均衡载荷的作用:玻纤有很高的抗拉承载能力,但一束纤维不能成为构件,只有做成FRP后才能当构件使用。树脂把载荷传递给纤维,于是上层纤维受压,下层纤维受拉,中间部分受剪。而这剪应力要由树脂来承受。当然FRP的层间剪切强度是低的,约为拉伸强度的1/10,树脂不仅传递载荷还起着均衡载荷的作用,如有少数未起承载作用的纤维存在时,树脂将最大限度地把载荷传递给它,均衡地分布到凡能承载的纤维身上。但是由于纤维在生产过程中会造成种种缺陷,因此,实际上纤维从未达到其理论强度。
3.树脂本身特性的作用:树脂品种不同,作用也不同,这就要求有选择性地使用,如环氧的强度比聚酯和酚醛高。同样是聚酯,性能也不同,有刚性的,有柔性的195号透光、DAP透电磁波、197号耐腐等。在玻纤当中,无碱比中碱强度高、耐热。高强纤维又比无碱纤维强度高等。
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