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玻纤布在钢筋混凝土中使用的热塑性树脂

发布时间:2021-10-20 10:27:45    浏览次数:    大小:16px  14px  12px

玻纤布在钢筋混凝土中使用的热塑性树脂:
钢筋在增强混凝土结构中得到广泛的应用,其中钢筋易弯曲性能是关键。在腐蚀性环境下可以使用环氧树脂涂层钢筋,我国建筑行业标准JG 3042- -1997 规定,弯曲时,环氧树脂涂层不得从钢筋表面脱离、断裂,否则需要修补达到要求:钢筋能够弯曲的关键是弹塑性材料具有屈服点且断裂延伸率较高。
FRP筋材料是弹性材料,没有屈服点且断裂延伸率很小,这些特性表明FRP筋不可能像钢筋一样进行现场弯曲以适应混凝土结构要求,只能采用工厂预先制备的方法成型,从而带来很多不便。GFRP筋作为箍筋时,需要预先将玻璃纤维在树脂中浸溃,然后模压成为最终的GFRP箍筋,此箍筋的拉伸强度、拉伸模量与热固性FRP筋材的相关指标差距甚远,比如拉伸模量难以达到20GPa,而环氧树脂涂层钢筋作为箍筋时,其拉伸模量可达到200GPa,其值是GFRP箍筋的10倍以上。
目前就国内外初步研发的可弯曲GFRP筋来看,普遍采用聚丙烯作为基体树脂,连续玻璃纤维玻纤布为增强纤维,制备出直线状态的GFRP筋。在需要弯曲的部位,进行现场二次加热、加压,然后夸曲成型,最后冷却到常温而定型,因而弯曲部位形状基本可以保持圆形或椭圆形,且弯曲部位能够承受定的压力、 弯矩。聚丙烯的基本性能见表1-6,作为混凝土增强用的纤维之一,聚丙烯纤维耐碱腐蚀性能是前提, 定的 力学性能 是关键。

聚丙烯经过玻璃纤维增强后,其力学性能、热变形温度变化很大,见表1-7.

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丙烯和少量的乙烯共聚,形成的共聚聚丙烯玻纤布仍然具有一定的结晶能力,拉伸强度、模量以及弯曲模量有一定程度的下降,但缺口抗冲击强度增加明显。采用短玻璃纤维增强后,表1-7中的各项力学性能指标增加明显,尤其是热变形温度提高近-倍。随着玻璃纤维长度的增加。玻璃纤维聚丙烯复合材料性能增加明显,见表1-8。

长、短玻璃纤维增强聚丙烯粒料,主要用于注塑成为最终的产品,产品中的玻璃纤维长度不同,进而影响到产品的力学性能,表1-7和表1-8反映了这种差异性。
当玻璃纤维的长度再增加达到连续玻璃纤维时,连续玻璃纤维增强聚丙烯复合材料力学性能较表1-7和表1-8增加更加明显。法国圣哥班公司生产-种纤维束状的玻璃纤维增强聚丙烯热塑性复合材料预浸纱,该产品适合于缠绕和拉挤成型工艺,也可用于纤维织物加工,主要用于汽车部件等一般工业结构件的制造。预浸纱有不同规格产品,增强玻璃纤维玻纤布质量含量分别为35%、60%和 75%,对应的线密度分别为1500tex、1870tex 和2100tex等,使用时将复合纱加热到聚丙烯熔点以上,并在一定压力下固结。由此复合纱制备的材料的力学性能和工艺参数见表1-9。

与表1-1中的热固性GFRP筋性能对比,表1-9中玻璃纤维含量(质量分数) 60%、75%对应的复合材料的拉伸强度满足要求,玻璃纤维含量(质量分数) 75%对应的复合材料拉伸模量接近40GPa,而拉挤速度可高达67m/min.此速度几乎是热固性GFRP筋的50~100倍,显然从大规模、高效率生产GFRP筋角度来看,采用纤维束状的玻璃纤维增强聚丙烯热塑性复合材料预浸纱生产GFRP筋更具备优势。


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