浅谈frp材料的优点及其在土木工程中的研究与应用

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1、浅谈FRP材料的优点及其在土木工程中的研究与应用（湘潭大学土木工程与力学学院，湖南湘潭411105）摘要：纤维增强复合材料(FRP)近年来作为一种新型高性能结构材料受到结构工程界的广泛关注，文中在综合有关资料的基础上，总结纤维增强复合材料(FRP)在土建工程中的优势，综述了国内外对FRP复合材料及其在现代土木工程中应用的研究，介绍FRP复合材料在现代土木工程中应用的关键技术，并展望FRP应用前景。关键词：纤维增强复合材料(FRP)；优点；加固；研究与应用Introduction theadvantage

2、sofFRPanditsresearch＆applicationincivilengineering(CollegeofcivilengineeringandmechanicsXiangtanUniversity,HunanXiangtan411105)Abstract:Inrecentyears,fiber-reinforcedplastic(FRP)hasattractedmuchattentionbytheconstructionindustrysinceitisconsideredasanewt

3、ypeofhighperformancestructuralmaterial.Basedonthesummaryofreleveantstudiesathomeandaboard,s-ummarizetheadvantagesoffiberreinforcedplastic(FRP)incivilengineering.Thea-uthorspresentkeytechnologyconcerningFRPcompositematerialanditsapplicationinmodemcivileng

4、ineeringandlookforwardtotheprospectofFRPapplication.Keyword:fiber-reinforcedplastic(FRP);theadvantages;reinforce;researchandap-plication随着世界军工生产与航空航天而发展起来的纤维复合材料，由于具有良好而独特的性能，适应了现代工程结构向大跨、高耸、重载、高强和轻质发展，以及承受恶劣条件的需要，在土木建筑工程中的应用日益扩大。如用于纤维混凝土和结构的补强加固[1]、建筑物柱

5、和桥梁桥墩加固[2]、满足近海建筑物结构的抗腐蚀要求[3]5.1-9,,services,andmakethecitymoreattractive,strengtheningpublictransportinvestment,establishedasthebackboneoftheurbanrailtransitmulti-level,multi-functionalpublictransportsystem,thusprotectingtheregionalpositionandachieve5等，

6、此外将智能复合材料应用于土木建筑工程时，还可以实现桥梁、高速公路等大型结构的自增强、自诊断、自修复功能[4]。纤维复合材料替代传统建材应用于土木建筑工程，既为纺织行业的发展开辟了新的发展领域，注入了新的活力，同时也为土木建筑业解决一些技术难题如能耗大、不利于环境保护等，提供了新的途径。1.纤维复合材料在土建工程中的优势[3，5~8]纤维复合材料具有传统的建筑材料无法比拟的优点。(1)材料性能的可设计性。纤维复合材料作为结构材料应用时，由于其是基体材料和增强材料等组分材料在宏观上的物理组合，其性能既可保持

7、原组分材料的某些特点，又能发挥组合后的新特性，且可根据结构需要进行设计，以满足单一材料无法达到的性能要求。(2)高的比强度和比刚度。一些纤维复合材料如碳纤维T300/环氧5208的比强度是铝材的6.3倍、钢的5倍，比刚度为铝材的4.16倍，因此在土木建筑工程中使用可缩短工期和降低工程复杂性。(3)抗疲劳性能好。一般金属的疲劳强度为拉伸强度的40%~50%，而某些纤维复合材料的疲劳强度可达其拉伸强度的70%~80%。(4)良好的抗化学反应和化学腐蚀性。传统建材如钢筋等不耐腐蚀，尤其在近海工程中，较易与工程

8、周围的空气、海水以及污水中的化学物质发生反应，使土木工程不能发挥应有的作用而引起巨大的损失。而大部分纤维复合材料是优良的电绝缘材料，用其制作的设备或构件一般具有良好的耐酸、碱、盐等化学介质侵蚀的能力。(5)良好的抗震性能。纤维复合材料相对传统建材自振频率甚高，不易出现共振，且在通常加载速度和频率条件下不容易出现因共振而快速脆断的现象;同时因为其存在大量的界面，振动阻尼性也很大，一旦激起振动，衰减也快。(6)过载安全性好。在纤维复合材料中，由