火灾高温下玻璃纤维筋的力学性能研究
FRP材料的火灾高温性能研究进展
方向
热膨胀系数（１０“／℃）
ＧＦＲＰ
ＣＦＲＰ
ＡＦＲＰ
Ｒａｄｈｏｕａｎｅ等‘１８乱＝４，口Ｔ…３表２相关文献提供的ＦＲＰ材料热膨胀系数
相关文献
热膨胀系数（１０“／℃）
ＧＦＲＰ
ＣＦＲＰ
ＡＦＲＰ
Ｒａｊａｎ等‘１９】 ａＬ蔫５，口Ｔ一２０口Ｌ＝Ｏ，口Ｔ＝３０ａｃＬ一－－１，口ｒ＝７０
Ｒｕｓｓｅｌｌ等［２们口１．＝８．２，ａ＇Ｔ＝３２————
文献［１６一１７］表明，ＦＲＰ材料热分解前容重为 １ ８７０ ｋｇ／ｍ３，热分解后容重为１ ６８６ ｋｇ／ｍ３。文献 Ｅ１５－Ｉ研究还表明，在５１０℃以内，ＣＦＲＰ材料容重基本 不变；５１０℃以后，复合材料外层胶粘剂加剧分解挥 发，ＣＦＲＰ材料容重有所下降。图３所示为ＣＦＲＰ容 重与温度关系曲线。
图１ 导热系数与温度关系
图２ 比热与温度关系
图３容重与温度关系
热膨胀系数也是影响加固或加强构件耐火性能的 丝拉拔成型，并通过予张编制方法成型，形成单向排列
重要参数。由于ＦＲＰ材料是用抗拉强度极高的纤维 以树脂为基体的纤维复合材料。相关研究表明，各种
万方数据
１３０
重庆建筑大学学报
第３０卷
ＦＲＰ材料沿纵向（纤维方向）的导热系数Ａ。远小于沿
纾维增强聚合物ＦＲＰ是壶纤维豺料与基体榜料 按一定比例混合并经过一定工艺复念形成的高性能新 型材料。
过去的十年里，国内外研究者对常温下ＦＲＰ结 构…构件的力学及使用性能进行了大鬣的试验研究与 理论分析，已取得了丰硕的研究成果Ｌ２］。然而，ＦＲＰ 材料的耐火性能极差，一方面由于ＦＲＰ树料所用的胶 粘荆多藕塔氧类有橇物，在湿度超避其玻璃讫湛度 （ｇｌａｓｓ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔ）避，胶糕剂分癣或 软化，丧失其传递纤维闻剪力和与混凝主共同作用的 基础，造成ＦＲＰ强度和刚度的降低［２”３３；另一方面ＦＲＰ 材料易燃，更高的温度下，达到胶粘剂的燃点，胶粘剂 燃烧，造成火焰传播和有毒烟气产生。通常使用的热
高温(火灾)作用后混凝土材料力学性能研究共3篇
高温（火灾）作用后混凝土材料力学性能研究共3篇高温（火灾）作用后混凝土材料力学性能研究1混凝土作为一种常见的建筑材料，在高温（火灾）作用下其力学性能会受到很大影响。
因此，对混凝土材料在高温作用下的力学性能进行研究具有很大的现实意义和研究价值。
一、高温作用对混凝土材料的力学性能影响1. 抗压强度混凝土材料在高温作用下，其抗压强度会发生很大变化。
当温度升高时，混凝土中的水分会蒸发，水泥基体中的孔隙会扩大，强度会随之降低。
同时，高温会使得混凝土中的骨料发生变形，从而导致混凝土的力学性能发生改变。
实验表明，混凝土在高温（600℃）作用下，其抗压强度下降了70%以上。
2. 弯曲强度混凝土的弯曲强度在高温作用下也会发生很大变化。
高温会导致混凝土中的骨料变形、开裂，从而降低混凝土的弯曲强度。
实验表明，混凝土在高温（600℃）作用下，其弯曲强度下降了90%以上。
3. 抗拉强度混凝土材料在高温作用下，其抗拉强度也会受到很大影响。
高温会导致混凝土中的水分蒸发，骨料发生变形和开裂，从而导致混凝土的抗拉强度下降。
实验表明，混凝土在高温（600℃）作用下，其抗拉强度下降了80%以上。
4. 模量混凝土的模量也会受到高温作用的影响。
当温度升高时，混凝土中水的蒸发会导致孔隙率增大，从而使得混凝土中的弹性模量发生变化。
实验表明，混凝土在高温（600℃）作用下，其模量下降了40%以上。
二、混凝土材料在高温作用下的改进措施1. 添加纤维材料混凝土中添加适量的纤维材料可以增强混凝土的韧性和抗裂性能，从而提高混凝土的耐热性和力学性能。
2. 采用节能材料采用节能材料可以有效减少混凝土在高温作用下的热损失，从而减少混凝土的力学性能下降。
3. 降低混凝土本身的废热混凝土本身生成的废热也会影响混凝土的力学性能，因此可以采用降低混凝土本身的废热的措施，例如使用混凝土降温剂，参照地热深井技术等。
4. 采用复合材料混凝土与钢筋、玻璃钢、碳纤维等进行复合，可以有效提高混凝土的力学性能。
玻璃纤维复合材料热性能研究
玻璃纤维复合材料热性能研究玻璃纤维复合材料是一种重要的结构材料，它具有优异的力学性能和化学稳定性。
在高温条件下，玻璃纤维复合材料的热性能对其工程应用起着至关重要的作用。
对玻璃纤维复合材料的热性能进行研究具有重要的意义。
1. 玻璃纤维复合材料的热性能特点玻璃纤维复合材料是由玻璃纤维和树脂基体组成的复合材料。
玻璃纤维具有较高的热导率和较低的热膨胀系数，因此具有较好的耐高温性能。
而树脂基体则具有较低的热导率和较高的热膨胀系数，因此在高温条件下容易出现热应力和热膨胀失控等问题。
玻璃纤维复合材料的热性能表现出很强的温度依赖性，需要进行深入的研究和分析。
2. 玻璃纤维复合材料的热性能测试方法为了研究玻璃纤维复合材料的热性能，通常采用热重分析法、热膨胀测试法、热导率测试法等方法进行测试。
热重分析法可以用于研究玻璃纤维复合材料的热稳定性和热分解性能；热膨胀测试法可以用于研究玻璃纤维复合材料的热膨胀性能和热收缩性能；热导率测试法可以用于研究玻璃纤维复合材料的热传导性能和热绝缘性能。
通过这些测试方法，可以全面了解玻璃纤维复合材料的热性能特点。
3. 玻璃纤维复合材料的热稳定性研究玻璃纤维复合材料的热稳定性是指在高温条件下材料的失重情况。
研究表明，玻璃纤维复合材料的热稳定性与树脂基体的特性密切相关。
一般来说，热固化树脂基体的玻璃转化温度较高，具有较好的热稳定性；而热塑性树脂基体的玻璃转化温度较低，具有较差的热稳定性。
在实际工程应用中，需要根据具体的工作温度选择合适的树脂基体，以保证玻璃纤维复合材料在高温条件下的稳定性。
4. 玻璃纤维复合材料的热膨胀性能研究玻璃纤维复合材料的热膨胀性能是指在高温条件下材料的线膨胀系数。
研究表明，玻璃纤维复合材料的热膨胀性能与玻璃纤维的含量和布局方式密切相关。
一般来说，玻璃纤维的含量越高，热膨胀系数越低；而玻璃纤维的布局方式对热膨胀系数影响较大，例如横纤布比纵纤布具有较好的热膨胀性能。
在设计玻璃纤维复合材料的结构时，需要对玻璃纤维的含量和布局方式进行合理的选择，以满足高温条件下的使用要求。
玻璃纤维复合材料热性能研究
玻璃纤维复合材料热性能研究玻璃纤维复合材料是一种重要的结构材料，具有高强度、高刚性、耐腐蚀、耐热等优异性能，在航空航天、汽车、建筑、船舶等领域得到广泛应用。
热性能是材料的重要性能之一，对材料的应用范围、使用寿命和安全性等都有重要影响。
因此，研究玻璃纤维复合材料的热性能具有重要意义。
玻璃纤维复合材料通常由玻璃纤维布和环氧树脂组成，其热性能主要受到环氧树脂基体的影响。
环氧树脂分子链结构中含有大量的交联基团，在高温下分子链间的相互作用增强，导致材料的强度和刚性下降，发生热塑性软化。
因此，研究玻璃纤维复合材料的热性能主要集中在热稳定性、热膨胀系数、热导率和热解性等方面。
热稳定性是材料在高温环境下的稳定性能，通常用热重分析仪进行测试。
实验结果表明，玻璃纤维复合材料的热稳定性优异，其分解温度在250℃以上，可以满足大多数工业领域的使用要求。
热膨胀系数是衡量材料热胀冷缩能力的指标，影响着材料在高温条件下的应力分布和变形。
玻璃纤维复合材料的热膨胀系数较低，通常在5×10^-6/℃以下，可以满足大部分工业应用要求。
热导率是材料传热能力的指标，也是热管理的重要参数。
玻璃纤维复合材料的热导率较低，通常在0.2-0.3W/mK之间，比金属和石墨材料低，需要在经过设计时进行考虑，以保证其在高温条件下的热管理能力。
热解性是材料在高温下发生分解、挥发、燃烧等反应的性质。
玻璃纤维复合材料的热解性研究表明，其在高温下不会产生明显的分解和燃烧反应，具有较好的阻燃性能。
总的来说，玻璃纤维复合材料的热性能是优异的，可以适用于大多数工业领域的应用。
但是，在高温环境下，其强度和刚性会下降，需要采取相应的措施进行加固和支撑，以确保其安全可靠的使用。
在热管理方面，需要通过设计和材料选择等手段进行优化，以满足高温下的热管理需求。
高温后FRP筋纵向拉伸性能_李趁趁
验方法，对高温作用前后的 ＦＲＰ 筋试件进行拉伸试 验，加载设备采用１ ０００ｋＮ 屏显液压伺服 万 能 试 验 机，由自带夹式 引 伸 计 测 量 ＦＲＰ 筋 的 拉 伸 变 形，所 有试验数据由数据采集系统自动采集．
２ 试验结果及分析
２．１ 试 件 破 坏 形 态 ＢＦＲＰ 筋和 ＧＦＲＰ 筋的自然颜色分别为较浅的
１ 试验设计
１．１ 试 验 材 料 与 参 数 采用成 都 某 公 司 生 产 的 表 面 喷 砂 缠 绕 ＢＦＲＰ
筋，直 径 为 ６，８，１０ ｍｍ；采 用 深 圳 某 公 司 生 产 的 ８ｍｍ 缠绕 ＧＦＲＰ 筋．试 验 温 度 为：室 温 （ＲＴ），７０， １２０，１７０，２２０，２７０，３５０℃，恒温 时 间 为 ６ｈ．同 时，为 了研究恒温时间对 ＦＲＰ 筋纵向拉伸性能的影响，对 直径８ｍｍ 的 ＢＦＲＰ 筋 和 直 径８ｍｍ 的 ＧＦＲＰ 筋 在 ２７０℃ 高温时分别恒温０．５，１．０，３．０，６．０ｈ，然后测 试其高温后纵向 拉 伸 性 能．为 了 保 证 试 验 结 果 的 可 靠 性，每 种 工 况 制 作 ５ 个 相 同 试 件，共 计 １４０ 个 试件． １．２ 试 件 设 计 与 试 验 方 法
灰黑色和亮黑色．随着作用温度的升高，二者的 表面 颜 色 均 由 浅 变 深 ：经 过 不 超 过 ２７０ ℃ 的 高 温 作 用 后 ， ＦＲＰ 筋 还 能 保 持 其 整 体 性；经 过 ３５０ ℃ 高 温 作 用 后，ＦＲＰ 筋表面呈炭 黑 色，黏 结 树 脂 脱 落，玄 武 岩 纤 维 和 玻 璃 纤 维 暴 露 在 外 ，呈 红 褐 色 ，筋 体 弯 折 ．
钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土结构耐久性降低的 主要原因．纤维 增 强 聚 合 物 （ＦＲＰ）筋 由 高 强 连 续 纤
玻璃纤维筋混凝土梁力学性能试验研究
玻璃纤维筋混凝土梁力学性能试验研究摘要：玻璃纤维筋是一种在建筑材料中具有较优性能的结构材料，目前，国内外十分重视对它的利用、开发，通过对目前存在的资料研究，发现了若将其应用在工程结构中，将会在很大程度上减轻目前普通的钢筋混凝土由于钢筋锈蚀而造成的种种破坏，特别是在某些特殊工程或者腐蚀环境中，玻璃纤维筋已经得到了广泛应用。
根据调查研究的结果，结合实际情况，从研究玻璃纤维筋混凝土梁出发，探究玻璃纤维筋的优点对结构设计人员带来的帮助，分析普通混凝土与玻璃纤维筋混凝土的区别与联系、优势与劣势，通过梁的力学性能研究进行推导，完成对比实验。
关键词：普通钢筋混凝土；玻璃纤维筋；力学性能；试验分析1 绪论1.1 研究背景从钢筋混凝土开始应用于土木工程到现在已经有一百多年了，经历过一代又一代专家学者的探究和创新，普通的钢筋混凝土已经广泛应用于各行各业，在城市发展的推动下，建筑领域得到了空前的提升，这也导致钢筋等材料的大量使用，虽然普通的钢筋混凝土性能在使用初期十分稳定，但随着时间流逝，以钢筋锈蚀为主引发的问题涌现出来，对结构进行再加固就会导致大量钢材的浪费与消耗，虽然目前已经采取了很多方法来降低钢筋锈蚀引发的问题，但是，同时也带来了建筑成本提高、工艺复杂、无法彻底解决等问题。
所以，专家学者开始寻找能够解决这些问题的新型材料，玻璃纤维筋混凝土就这样发展起来，它具有密度小但强度高、易切割、耐腐蚀性高等特点，最重要的是它与混凝土的结合能力很强，玻璃纤维筋与混凝土具有相近的热膨胀系数，即使外部温度条件变化，也不会破坏二者之间的粘结，而且在这样的条件下还能保持共同协作，建筑物的稳定性也会得到保障。
1.2 研究意义普通钢筋混凝土虽然得到了广泛应用，但是钢筋锈蚀这一问题无法得到解决，所以玻璃纤维筋逐渐代替钢筋也成为了解决锈蚀的途径之一。
利用玻璃纤维筋制作混凝土梁，与普通钢筋混凝土的力学性能进行对比分析，对于工程应用有重要意义。
玻璃纤维复合材料热性能研究
玻璃纤维复合材料热性能研究
玻璃纤维复合材料是由玻璃纤维和基体材料组成的一种新型复合材料，它具有轻质、
高强度、耐腐蚀、绝缘性能等优点，广泛应用于航空、汽车、建筑、电子等领域。
热性能
是玻璃纤维复合材料的重要性能之一，因为它直接影响着该材料在高温环境下的应用。
首先，我们来看玻璃纤维复合材料的热传导特性。
由于玻璃纤维本身是一种非常好的
绝缘材料，因此，在低温环境下，玻璃纤维复合材料的热传导非常小，具有很好的隔热效果。
但是，在高温环境下，由于高温导致基体材料分解气化，玻璃纤维的纤维强度逐渐降低，其热传导系数也会随之增加，从而影响着材料的性能。
最后，我们来看玻璃纤维复合材料的耐热性。
耐热性是指材料在高温环境下能够维持
其力学性能和化学性能的能力，是判定材料高温性能的重要指标。
由于基体材料和玻璃纤
维的性能不同，在高温环境下也会出现不同的破坏方式，例如基体材料会分解气化，而玻
璃纤维则可能会出现熔化或断裂。
因此，在选择玻璃纤维复合材料时，需要考虑到其应用
的工作温度范围，以及所需的耐热性能指标。
综合来看，玻璃纤维复合材料的热性能是与其应用环境密切相关的，需要根据不同的
应用环境来选择不同的基体材料和玻璃纤维类型，从而满足材料在高温环境下的使用要求。
在实际应用过程中，还需针对材料的热性能进行系统的测试和评估，以确保其在高温环境
下的稳定性和可靠性。
钢筋混凝土结构在火灾作用下的力学性能研究
钢筋混凝土结构在火灾作用下的力学性能研究一、引言钢筋混凝土结构是现代建筑中常见的一种结构形式，其受力性能稳定，承载能力强，是安全可靠的建筑结构形式。
然而，在火灾发生时，钢筋混凝土结构的受力性能会发生变化，对建筑物的安全性产生影响。
因此，研究钢筋混凝土结构在火灾作用下的力学性能，对于提高建筑物的耐火性能、保障人民生命财产安全具有重要意义。
二、钢筋混凝土结构的受火破坏机理1. 高温引起混凝土膨胀由于高温作用下混凝土中水分蒸发，水蒸气膨胀导致混凝土体积膨胀。
这种膨胀会导致混凝土开裂，从而影响钢筋混凝土结构的承载能力。
2. 钢筋受热变形钢筋在高温下会发生塑性变形，从而影响钢筋混凝土结构的稳定性。
同时，钢筋的热膨胀系数大于混凝土的热膨胀系数，当钢筋受热变形时，会对周围的混凝土造成挤压，从而引起混凝土的开裂。
3. 混凝土强度降低高温作用下，混凝土中的水分蒸发，导致混凝土中的孔隙率增加，从而降低了混凝土的强度和刚度。
4. 钢筋锈蚀在高温和湿度的环境下，钢筋易发生锈蚀，从而降低了钢筋的强度和刚度。
三、钢筋混凝土结构的力学性能变化1. 极限承载力降低在火灾作用下，钢筋混凝土结构的极限承载力会降低。
由于混凝土的强度降低和钢筋的变形，结构的承载能力会发生变化。
2. 刚度降低在高温下，混凝土和钢筋的弹性模量会发生变化，从而影响结构的刚度。
3. 变形能力降低在火灾作用下，钢筋混凝土结构的变形能力也会降低。
由于混凝土的强度降低和钢筋的变形，结构的变形能力会发生变化。
四、提高钢筋混凝土结构的耐火性能为了提高钢筋混凝土结构的耐火性能，可以采取以下措施：1. 采用耐火材料在建造钢筋混凝土结构时，可以采用一些耐火材料，如耐火砖、耐火混凝土等，来提高结构的耐火性能。
2. 采用防火涂料在结构表面涂上一层防火涂料，可以有效地防止火灾对结构的影响。
3. 设计合理的防火隔离带在建筑物内部设置防火隔离带，可以将火灾扩散范围限制在一定区域内，减小对整个结构的影响。
玻璃纤维材料力学性能增强机制研究
玻璃纤维材料力学性能增强机制研究玻璃纤维材料力学性能增强机制研究玻璃纤维是一种重要的材料，在工业和民用领域中有广泛的应用。
然而，为了满足不断增长的需求，提高玻璃纤维材料的力学性能变得至关重要。
在这篇文章中，我们将探讨玻璃纤维材料力学性能增强的机制。
第一步：了解玻璃纤维的力学性能在研究玻璃纤维材料的力学性能增强机制之前，首先需要了解其基本力学性能。
玻璃纤维的力学性能通常包括强度、刚度、韧性和耐久性。
这些性能是衡量材料质量和可靠性的重要指标。
第二步：分析玻璃纤维材料的结构特点玻璃纤维材料的结构特点对其力学性能有着重要的影响。
玻璃纤维通常由无定形的玻璃纤维和有机聚合物基体组成。
了解纤维的直径、长度、分布以及基体的粘合性等结构特点可以帮助我们确定增强机制的研究方向。
第三步：探索增强机制增强玻璃纤维材料的机制有很多，其中一些主要的机制包括纤维取向控制、纤维表面改性、基体改性和复合材料制备等。
纤维取向控制可以通过改变纤维的排列方向和分布来提高材料的强度和刚度。
纤维表面改性可以通过在纤维表面涂覆一层改性剂来提高纤维与基体之间的粘合强度。
基体改性可以通过添加添加剂或改变基体的成分来改善材料的韧性和耐久性。
复合材料制备可以通过将玻璃纤维与其他材料进行复合来提高材料的力学性能。
第四步：实验验证进行实验验证是研究玻璃纤维材料力学性能增强机制的关键一步。
可以通过拉伸试验、弯曲试验和冲击试验等方法来评估材料的力学性能。
在实验中，可以应用不同的增强机制，并比较不同处理后的材料性能差异，以验证增强机制的有效性。
第五步：进一步优化和应用在实验验证的基础上，可以进一步优化增强机制，以提高玻璃纤维材料的力学性能。
此外，研究的成果可以应用于玻璃纤维材料的制备和应用领域，例如航空航天、汽车制造和建筑等。
总结：通过以上步骤，我们可以对玻璃纤维材料的力学性能增强机制进行全面的研究。
深入了解玻璃纤维的力学性能和结构特点，探索不同的增强机制，并通过实验验证和进一步优化，可以提高玻璃纤维材料的力学性能，满足不断增长的需求，并促进材料在各个领域的应用。
玻璃纤维网格布的防火性能和应用
玻璃纤维网格布的防火性能和应用玻璃纤维网格布是现代建筑、工业、农业等领域常用的防火材料之一。
它具有较好的强度、耐火性、耐腐蚀性、耐热性和抗老化性等特点，特别是在防火隔断、防火幕墙和防火喷涂等领域中应用广泛。
一、玻璃纤维网格布的性能优势1、强度高：玻璃纤维网格布的抗拉强度相对较高，一般在3000N以上，所以它可以在墙面或天花板等建筑结构中承担一定的荷载，同时也有保持墙面平整的作用。
2、耐火性好：玻璃纤维网格布是一种无机非金属材料，它的熔点在1000度以上，可以防止火焰和烟雾的蔓延，具有良好的耐火和隔热性能。
3、耐腐蚀性高：玻璃纤维网格布的化学性质稳定，不易与其它物质反应产生化学变化，可以抵抗酸碱腐蚀，具有优异的耐腐蚀性能。
4、耐热性强：玻璃纤维网格布不仅在高温下保持强度，而且还能抵御变形、脆性破裂等现象，保证了其使用寿命长。
5、抗老化性好：玻璃纤维网格布经过特殊的处理，具有抗紫外线、抗氧化、抗老化等技术指标，保持长期安全可靠。
二、玻璃纤维网格布的应用领域1、防火隔断：在建筑物内部和楼层之间设置防火隔断层，可以有效地将火势控制在局部，降低火灾损失。
玻璃纤维网格布的防火性能可以保证隔断层能够有效地抵御火势，防止火势扩散，保障人身安全。
2、防火幕墙：防火幕墙是指在建筑物外墙间设置透明或不透明的防火屏障，防止隔热性能差的建筑物外墙发生火灾时引发内部火灾。
玻璃纤维网格布的优异耐火和隔热性能可以保证防火幕墙能有效地隔离外墙火源的热辐射和火势，降低火灾损失。
3、防火喷涂：防火喷涂是在建筑物表面喷涂一层特制的防火涂料，可以有效地提高建筑物的防火等级。
玻璃纤维网格布的强度高、耐火性好，可以将防火涂料牢固地固定在建筑物表面，防止涂料脱落。
三、玻璃纤维网格布的市场前景随着我国人民生活水平的提高，人们对房屋安全性的要求越来越高，特别是在地震和火灾等自然灾害频发的背景下，防火建材的需求日益增加。
玻璃纤维网格布作为一种理想的防火建材，其防火性能和耐用性受到越来越多消费者的关注和认可。
玻璃纤维复合材料热性能研究
玻璃纤维复合材料热性能研究玻璃纤维复合材料是一种应用广泛的新型材料，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。
在高温环境下，玻璃纤维复合材料的热性能会受到影响，因此对其热性能进行研究对其在高温环境下的应用具有重要意义。
本文旨在对玻璃纤维复合材料的热性能进行研究，探讨其在高温环境下的性能表现和影响因素。
玻璃纤维复合材料的热导率是影响其热性能的重要因素之一。
热导率是材料导热能力的指标，通常用λ表示，单位是W/(m·K)。
玻璃纤维复合材料的热导率通常较低，这使得其在高温环境下具有一定的隔热性能，可以减缓热能向内部传导的速度，从而保护其内部结构不受高温的影响。
玻璃纤维复合材料的热膨胀系数也是影响其热性能的重要因素之一。
热膨胀系数是材料在温度变化时长度、面积或体积的变化量与初始长度、面积或体积之比。
对于玻璃纤维复合材料来说，其热膨胀系数通常较小，这使得其在高温环境下具有较好的尺寸稳定性，不易出现热应力和热裂纹现象。
二、影响玻璃纤维复合材料热性能的因素1. 纤维含量：纤维含量是影响玻璃纤维复合材料热性能的重要因素之一。
适当的纤维含量可以提高材料的力学性能和热性能，但是过高或过低的纤维含量都会影响材料的热性能。
2. 树脂基体：树脂基体是玻璃纤维复合材料的主要组成部分，不同种类的树脂基体对材料的热性能影响较大。
一般来说，具有高玻璃化转变温度和较低热膨胀系数的树脂基体可以提高玻璃纤维复合材料的热性能。
3. 纤维类型：不同类型的玻璃纤维对玻璃纤维复合材料的热性能影响也不同。
长纤维和短纤维对材料的热性能影响不同，因此在设计材料配方时需要考虑纤维类型对热性能的影响。
4. 加工工艺：加工工艺是影响玻璃纤维复合材料热性能的重要因素之一。
不同的加工工艺会使得材料的微观结构和组织发生变化，进而影响材料的热性能。
三、研究方法1. 实验研究：通过实验手段对玻璃纤维复合材料的热性能进行研究，包括热导率、热膨胀系数、热稳定性等参数的测试。
玻璃纤维增强材料的阻燃性能研究
玻璃纤维增强材料的阻燃性能研究玻璃纤维增强材料是一种常用的复合材料，它将玻璃纤维的强度和刚性与树脂基体的韧性和耐腐蚀性相结合在许多工业领域，如航空、航天、汽车、电子和建筑等，这种材料都发挥着重要作用然而，在使用过程中，特别是在高温、高压和易燃环境下，材料的阻燃性能成为一个重要的考虑因素本文将详细讨论玻璃纤维增强材料的阻燃性能及其影响因素1. 玻璃纤维增强材料的基本组成玻璃纤维增强材料主要由玻璃纤维和树脂基体组成玻璃纤维是一种具有高强度、高模量和高耐热性的纤维材料，通常由硅酸盐玻璃制成树脂基体则是一种具有良好粘结性能和高韧性的聚合物，常用的有环氧树脂、聚酯树脂和酚醛树脂等2. 阻燃性能的定义和评价方法阻燃性能是指材料在火焰作用下的抗燃性和火焰传播抑制能力评价材料阻燃性能的方法有很多，如极限氧指数（LOI）、垂直燃烧测试、水平燃烧测试和烟密度测试等其中，极限氧指数是衡量材料阻燃性能最常用的方法之一，它表示材料在火焰作用下能维持燃烧的最小氧气浓度3. 玻璃纤维增强材料阻燃性能的影响因素3.1 树脂基体的种类树脂基体的种类对玻璃纤维增强材料的阻燃性能有很大影响一般来说，酚醛树脂的阻燃性能最好，聚酯树脂次之，环氧树脂最差这是因为酚醛树脂在燃烧过程中能形成炭层，有效地阻止氧气和热量传递，从而降低火焰传播速度3.2 玻璃纤维的含量玻璃纤维的含量也会影响材料的阻燃性能随着玻璃纤维含量的增加，材料的强度和刚性会提高，但同时也会降低阻燃性能这是因为玻璃纤维在燃烧过程中不易熔化，形成的炭层较厚，有利于阻止火焰传播因此，在设计和制备玻璃纤维增强材料时，需要在强度和阻燃性能之间进行权衡3.3 填料的添加填料是一种常用的阻燃手段，可以有效地提高材料的阻燃性能常用的填料有氢氧化镁、氢氧化铝和硅藻土等这些填料在燃烧过程中可以吸收大量的热量，降低火焰温度，同时形成的炭层可以阻止氧气和热量的传递此外，填料还可以与树脂基体反应，生成阻燃产物，进一步提高阻燃性能3.4 阻燃剂的添加阻燃剂是一种专门用于提高材料阻燃性能的添加剂，常见的有磷酸盐、卤代烃和磷酸酯等阻燃剂通过与树脂基体或填料发生化学反应，生成阻燃产物，从而降低材料的燃烧性能此外，阻燃剂还可以提高材料的热稳定性和氧稳定性，进一步改善阻燃性能4. 提高玻璃纤维增强材料阻燃性能的途径4.1 优化树脂基体的选择选择合适的树脂基体是提高玻璃纤维增强材料阻燃性能的关键在实际应用中，可以根据具体的使用环境和性能要求，选择酚醛树脂、聚酯树脂或环氧树脂等不同的树脂基体4.2 调整玻璃纤维含量在保证材料强度和刚性的前提下，适当降低玻璃纤维含量，可以提高阻燃性能同时，也可以通过使用短纤维或纤维表面处理等方法，提高玻璃纤维的阻燃性能4.3 添加填料和阻燃剂在玻璃纤维增强材料中添加适量的填料和阻燃剂，可以显著提高阻燃性能填料的添加可以降低火焰温度和热量传递，阻燃剂的添加可以生成阻燃产物，从而降低材料的燃烧性能5. 结论玻璃纤维增强材料的阻燃性能对于其在高温、高压和易燃环境下的应用至关重要本文从玻璃纤维增强材料的基本组成、阻燃性能的定义和评价方法、影响因素以及提高阻燃性能的途径等方面进行了详细讨论通过优化树脂基体的选择、调整玻璃纤维含量、添加填料和阻燃剂等方法，可以有效提高玻璃纤维增强材料的阻燃性能在实际应用中，需要根据具体的使用环境和性能要求，综合考虑各种因素，设计合适的玻璃纤维增强材料玻璃纤维增强材料作为一种重要的复合材料，广泛应用于航空、航天、汽车、电子和建筑等领域然而，在某些应用环境中，特别是在高温、高压和易燃环境下，材料的阻燃性能成为一个关键因素本文主要目的是探讨玻璃纤维增强材料的阻燃性能及其研究进展1. 玻璃纤维增强材料的基本组成玻璃纤维增强材料主要由玻璃纤维和树脂基体组成玻璃纤维作为一种具有高强度、高模量和高耐热性的纤维材料，通常由硅酸盐玻璃制成树脂基体则是一种具有良好粘结性能和高韧性的聚合物，常用的有环氧树脂、聚酯树脂和酚醛树脂等2. 阻燃性能的定义和评价方法阻燃性能是指材料在火焰作用下的抗燃性和火焰传播抑制能力评价材料阻燃性能的方法有很多，如极限氧指数（LOI）、垂直燃烧测试、水平燃烧测试和烟密度测试等其中，极限氧指数是衡量材料阻燃性能最常用的方法之一，它表示材料在火焰作用下能维持燃烧的最小氧气浓度3. 玻璃纤维增强材料阻燃性能的研究进展3.1 树脂基体的改进为了提高玻璃纤维增强材料的阻燃性能，研究者们对树脂基体进行了改进一方面，通过引入含卤、含磷等阻燃元素，开发出具有良好阻燃性能的树脂基体另一方面，研究者还通过引入纳米填料、金属氧化物等，提高树脂基体的热稳定性和氧稳定性，从而改善阻燃性能3.2 玻璃纤维的表面处理玻璃纤维的表面处理也是一种有效的提高阻燃性能的方法通过在玻璃纤维表面涂覆一层阻燃剂或防火剂，可以形成一层保护膜，防止火焰直接接触玻璃纤维，从而降低材料的燃烧性能此外，还可以通过接枝共聚、表面改性等方法，提高玻璃纤维与树脂基体的界面粘结强度，进一步提高阻燃性能3.3 阻燃体系的开发与应用为了提高玻璃纤维增强材料的阻燃性能，研究者们还开发了一系列阻燃体系这些阻燃体系通常由阻燃剂、填料和树脂基体组成通过合理设计阻燃剂的种类和含量，可以有效降低材料的燃烧性能同时，填料的添加可以降低火焰温度和热量传递，进一步提高阻燃性能4. 影响玻璃纤维增强材料阻燃性能的其他因素除了上述因素外，还有一些其他因素会影响玻璃纤维增强材料的阻燃性能例如，纤维的排列方式、材料的密度、制造工艺等通过优化这些因素，可以进一步提高材料的阻燃性能5. 结论玻璃纤维增强材料的阻燃性能对于其在高温、高压和易燃环境下的应用至关重要近年来，研究者们通过改进树脂基体、表面处理玻璃纤维、开发阻燃体系等方法，有效提高了玻璃纤维增强材料的阻燃性能然而，进一步提高材料的阻燃性能仍面临诸多挑战，需要继续深入研究在未来，玻璃纤维增强材料的阻燃性能研究将继续受到关注，以期为实际应用提供更优化的解决方案应用场合玻璃纤维增强材料的阻燃性能研究及其进展，为多种高风险燃烧环境下的应用提供了重要的材料支持以下是几个主要的应用场合：1.航空航天领域：在飞机和宇宙飞船的内部结构中，玻璃纤维增强材料因其高强度和良好的阻燃性能而得到广泛应用这些材料用于制造座椅、内饰、隔热层等，以确保乘客和机组人员的安全2.汽车工业：汽车内饰、引擎盖、保险杠等部件常用玻璃纤维增强材料制造，不仅因为其轻质高强，还因为其阻燃特性，能在汽车火灾事故中减少火势蔓延3.电子设备：电子设备中的散热器、外壳等部件，需要使用阻燃性好的材料以防止火灾事故玻璃纤维增强材料因其良好的热稳定性和阻燃性能，是这些应用的理想选择4.建筑行业：在建筑材料中，如屋顶、外墙、防火门等，使用阻燃的玻璃纤维增强材料可以提高建筑的安全性，尤其是在多层和高层建筑中5.化学品和容器：玻璃纤维增强材料还可用于制造化学品容器和管道，其阻燃性能可以减少火灾风险，保护人员和财产的安全注意事项在应用玻璃纤维增强材料时，需要注意以下几点：1.树脂基体的选择：不同的树脂基体具有不同的阻燃性能，因此在选择时需要根据具体应用的阻燃要求来确定2.玻璃纤维含量：虽然高含量的玻璃纤维可以提高材料的强度，但可能会降低阻燃性能因此，需要在强度和阻燃性能之间做出平衡3.填料和阻燃剂的添加：适量的填料和阻燃剂可以提高阻燃性能，但过量可能会影响材料的机械性能因此，需要精确控制添加量4.制造工艺：制造工艺对材料的最终性能有重要影响例如，固化温度和时间的不当选择可能会影响材料的阻燃性能5.环境因素：在不同的环境条件下，材料的阻燃性能可能会有所不同因此，需要考虑环境因素，如湿度、温度等6.成本效益分析：提高阻燃性能往往需要额外的材料成本和制造工艺复杂度，因此在设计和制造过程中需要进行成本效益分析7.测试和认证：在材料设计和制造过程中，应进行严格的测试来验证其阻燃性能，并确保满足相关的安全标准和认证要求8.持续研究与发展：阻燃技术是不断发展的，需要持续关注最新的研究进展，以便在未来的应用中采用更先进的技术玻璃纤维增强材料的阻燃性能对于其在不同领域的应用至关重要通过精确的材料选择、制造工艺控制和环境考量，可以在保证机械性能的同时，提高材料的阻燃性能，从而满足各种高风险燃烧环境下的安全需求同时，持续的研究与发展将有助于进一步提升材料的阻燃性能，为未来的应用提供更多的可能性。
高温后玄武岩和玻璃纤维增强复合材料筋的力学性能
Abstract：The tensile and shear properties of basalt fiber reinforced polymer （BFRP）and glass fiber reinforced polymer （GFRP）tendons after thermal aging were tested by the universal testing machine，and the effects of elevated temperatures on the mechanical properties and failure mode of BFRP and GFRP tendons were studied. Furthermore， the tensile strengths of BFRP and GFRP tendons after treatment under various elevated temperatures were statistically analyzed by Weibull model，and the thermal degradation mechanism of BFRP and GFRP tendon was quantitatively analyzed by a thermo-gravimetric analyzer. The results show that the color and morphologies of BFRP and GFRP ten原 dons change obviously with the elevated t emperatures. The tensile strength，ultimate strain，toughness and shear
高温后FRP筋纵向拉伸性能
高温后FRP筋纵向拉伸性能摘要：FRP筋由于韧性极高、耐久性和耐腐蚀性良好能够较好的弥补钢筋混凝土的不足，因而被广泛应用桥梁、海港码头等特殊环境，应用前景十分广阔.本文首先对FRP筋的特点和应用进行概述，其次经过拉伸测试探讨了高温情况下FRP筋的纵向拉伸机能，希望能给予相关行业工作者一定帮助。
关键词：高温；FRP筋；拉伸性能1. FRP筋的概述1.1FRP筋的特点FRP筋是纤维增强聚合物筋的英文简称，由许多高强度的纤维束经过树脂物质形成的一种复合粘结的材料。
FRP筋中纤维是主要的受力体，并且FRP筋随着纤维含量变化物理性质也将有所改变。
1.2FRP筋的应用FRP筋作为一种新兴修筑原料，虽然有诸多优点，能够弥补钢筋的很多不足，但是也有着很多局限性，因此常常被运用在以下特殊情况中。
如应用于除盐路面，为缓解路面冰冻的情况，最为方便快捷的方法就是撒大量的除冰盐在桥梁路面上，但是由传统钢筋混凝土构成的桥梁很容易被除冰盐腐蚀。
但是FRP筋完全可以避免这一问题，从而提高桥梁建筑的使用年限。
还可应用于海港码头等沿海建筑，因为海水和海风都可以造成建筑物或者其中的钢筋发生锈蚀，目前，FRP筋普遍被应用于临海或涉水的海上构筑物中。
另外还可用于防腐建筑地下工程、导电性低和非磁性范畴的部件中。
2.试验设计2.1实验材料和参数试验材料和参数使用湖南某公司出产的8毫米GFRP筋。
试验温度分别为：室温，70，150，170，220，270，350℃，控制时间为5h。
另外，对直径都是8mm的BFRP和GFRP在300℃的温度下，时间分别0.5，1.0，3.0，6.0h，来探讨温度相同时刻不同情况下的FRP筋纵向拉伸性能。
为了增强实验结果的说服性，每组都进行多次试验。
2.2试件设计与试验方法依据美国AC《纤维增强聚合物增强混凝土结构实验方法指南》来开展FRP筋的拉伸试件的设计和制作。
对常温情况下和高温作用后的FRP筋试件都要展开拉伸实验。
玻璃纤维纱线的力学性能测试研究_朱进忠
表 3 35 tex × 2 纱线强伸度测试结果 Tab． 3 35 tex × 2 yarn strength and elongation tests
追加后的捻度 /（ 捻·m －1 ） 0． 0 25． 6 65． 6 105． 6 145． 6 185． 6 225． 6 265． 6 305． 6 345． 6
（ 4）
相关系数的平方 R2 = 0． 821 2，根据显著水平 α = 0． 05 和自由度 v = n － 2 － 1 = 8，查相关系数临界值表
得 γ0． 05，8 = 0． 631 9，这表明在显著水平 α = 0． 05 的条件下，回归方程（ 4） 相关性显著． 用 F 检验法对回归方 程的显著性进行检验，回归方程显著．
图 7 35 tex × 2 纱线强度 － 捻度关系 Fig． 7 35 tex × 2 yarn strength-twist
·20·
河南工程学院学报（ 自然科学版）
2012 年
表 4 回归结果分析 Tab． 4 Regression analysis
纱样 35 tex × 2 50 tex × 3 22 tex × 3
河南工程学院学报（ 自然科学版）
2012 年
测试拉伸速度的增加纱线受拉时间变短而强力增大的现象． 由于拉伸速度对玻璃纤维纱线强伸度和断裂功测试的影响比较大，所以在测试玻璃纤维纱线力学性能
时应考虑消除拉伸速度所产生的影响，即采用国家标准统一规定的拉伸速度． 1． 2． 2 有效长度的影响
不同有效长度的玻璃纤维纱线测试结果如表 2 所示．
合，得到纱样的回归曲线见图 1 ～ 图 3． 其中，断裂强度对拉伸速度的回归方程为：
y = 0． 023 4x + 0． 32，
玻璃纤维复合材料热性能研究
玻璃纤维复合材料热性能研究1. 引言1.1 背景介绍随着工业的发展和应用范围的不断扩大，对玻璃纤维复合材料在高温环境下的热性能要求越来越高。
对玻璃纤维复合材料的热性能进行深入研究，探索其优化方法，具有重要的理论和实际意义。
本文旨在对玻璃纤维复合材料的热性能进行研究，通过对其性能特点、测试方法、实验结果分析、影响因素和优化方法等方面的探讨，为进一步提高玻璃纤维复合材料在高温环境下的应用性能提供理论支持和技术指导。
1.2 研究意义玻璃纤维复合材料是一种在工程领域广泛应用的材料，具有优异的力学性能和轻质化特点。
随着工程领域对材料性能要求的不断提高，对于玻璃纤维复合材料的热性能也越来越受到重视。
研究玻璃纤维复合材料的热性能具有重要的意义。
热性能是影响材料在高温环境下应用性能的关键因素之一。
了解材料在高温下的性能表现，有助于为工程设计提供参考依据。
研究玻璃纤维复合材料的热性能对于拓展其应用领域具有重要意义。
通过优化材料的热性能，可以使其在更广泛的工程领域得到应用。
深入研究玻璃纤维复合材料的热性能，探讨其影响因素及优化方法，不仅有助于提升材料的应用性能，也为相关领域的研究和工程实践提供了重要参考。
1.3 研究目的研究目的是为了深入探究玻璃纤维复合材料的热性能特点及其影响因素，为进一步优化材料性能提供理论支持和实验基础。
通过对热性能测试方法的研究和实验结果分析，可以揭示材料在高温环境下的表现，为相关工程领域的应用提供参考。
研究热性能优化方法也是为了提高材料在高温环境下的稳定性和耐久性，从而拓宽其在航空航天、汽车制造等领域的应用范围。
通过本次研究，旨在为玻璃纤维复合材料的热性能研究领域做出一定的贡献，促进材料科学和工程技术的发展。
2. 正文2.1 玻璃纤维复合材料的性能特点玻璃纤维复合材料是一种应用广泛的复合材料，在工程领域中广泛使用。
其性能特点主要包括以下几个方面：1. 高强度：玻璃纤维复合材料具有很高的强度，比起传统的材料如铝或钢更轻，但却能承受更大的力。
纤维高性能混凝土高温、明火力学与爆裂性能研究的开题报告
纤维高性能混凝土高温、明火力学与爆裂性能研究的开题报告一、研究背景随着工程建设的发展，建筑材料也得到了长足发展。
其中，纤维高性能混凝土得到了广泛应用，其高强度、高耐久性、高抗裂性、高耐火性等特点逐渐凸显出来。
但纤维高性能混凝土的高温、明火力学与爆裂性能研究不足，对于其在实际工程中的应用和改进，有一定的局限性。
因此，本研究旨在探究纤维高性能混凝土在高温、明火条件下的力学和爆裂性能，为其在实际工程中的应用提供参考依据。
二、研究内容与方法1.研究内容（1）纤维高性能混凝土在高温下的力学性能研究，包括抗压强度、抗拉强度、剪切强度等指标的变化规律。
（2）纤维高性能混凝土在明火条件下的力学性能研究，包括火灾后混凝土的强度、塑性变形、超温时钢筋的应力应变等指标的变化规律。
（3）纤维高性能混凝土的爆裂性能研究，包括混凝土爆裂过程的形式、扩展速度、能量释放等指标的变化规律。
2.研究方法（1）实验法。
通过在高温、明火下对纤维高性能混凝土进行抗压、抗拉、剪切等力学性能的测试，分析其性能变化规律。
（2）数值模拟法。
通过有限元分析等方法，建立纤维高性能混凝土在高温、明火状态下的数值模型，分析其力学性能的变化规律。
三、研究意义1.推动纤维高性能混凝土在高温、明火状态下的应用和改进，提高其性能。
2.为工程建设提供新型、高效、安全的建材，促进工业化发展。
3.为纤维高性能混凝土的理论研究和实用开发提供参考依据，促进混凝土技术的创新和发展。
四、预期成果通过实验和数值模拟，得出纤维高性能混凝土在高温、明火状态下的力学性能变化规律和爆裂性能指标，提出相应的应用和改进建议。
并通过论文发表、会议报告等形式，将研究成果与同行学者分享，推动混凝土技术的发展。
玻璃纤维复合材料热性能研究
玻璃纤维复合材料热性能研究
玻璃纤维复合材料是一种由玻璃纤维与树脂等材料复合而成的新型材料，具有质轻、
高强度、耐腐蚀等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
在高温环境下，玻
璃纤维复合材料的热性能往往成为其性能的瓶颈，限制了它在高温环境下的应用。
对玻璃
纤维复合材料的热性能进行深入研究，对于提高其高温性能具有重要意义。
热性能是指材料在高温环境下的热稳定性、热传导性、热膨胀性、热失真温度等性能
指标。
研究热性能旨在评估材料在高温环境下的稳定性和可靠性，为其在高温环境下的应
用提供技术支撑。
热稳定性是衡量材料在高温环境下是否能保持结构和性能稳定的重要指标。
对玻璃纤
维复合材料的热稳定性进行研究，可以通过热失重试验、热重分析试验等手段来评估材料
在高温环境下的热稳定性。
热失重试验可以通过在一定温度范围内对材料进行加热，测量
材料的质量变化来评估材料的热稳定性；热重分析试验则可以通过加热样品，测量样品的
质量变化来评估材料的热稳定性。
通过这些试验手段，可以评估玻璃纤维复合材料在高温
环境下的热稳定性，为其在高温环境下的应用提供参考。
热传导性是衡量材料在高温环境下传热性能的重要指标。
玻璃纤维复合材料的热传导
性直接影响着其在高温环境下的热稳定性和散热性能。
而玻璃纤维复合材料通常具有较低
的热传导性能，因此研究如何改善其热传导性能，提高其在高温环境下的散热效果具有重
要意义。
研究热传导性，可以通过热导率测试、热阻测试等手段来评估材料的热传导性能，为改善玻璃纤维复合材料的热传导性能提供技术支撑。
火灾高温下CFRP加固钢筋混凝土梁温度场研究的开题报告
火灾高温下CFRP加固钢筋混凝土梁温度场研究的开题报
告
研究背景：
随着经济的发展和城市化的进程，建筑物数量逐渐增多，其中大部分建筑采用的是钢筋混凝土梁结构。
但是，钢筋混凝土梁存在一定的火灾危险性，一旦发生火灾，钢筋混凝土结构的强度和刚度会迅速下降，严重影响建筑物的安全性能。
因此，如何提高钢筋混凝土梁的抗火能力成为一个重要的研究课题。
研究内容：
本文将研究在高温下，利用碳纤维增强聚合物（CFRP）加固钢筋混凝土梁的温度场分布状况，探究CFRP加固对钢筋混凝土梁的火灾后抗弯性能的提高效果。
研究方法：
首先，利用有限元软件建立钢筋混凝土梁的数值模型，并对其进行网格划分和加载条件的设定。
然后，通过钢筋混凝土梁在不同温度下的受力分析，研究钢筋混凝土梁在高温下的变形和破坏行为。
最后，将CFRP材料加固在钢筋混凝土梁表面，研究其对钢筋混凝土梁抗弯性能的影响。
研究意义：
通过本文的研究，可以为提高钢筋混凝土梁的火灾后抗弯承载能力提供一定的理论依据和实验数据。
同时，研究结果将为建筑行业提供新的防火措施，提高建筑物的安全性能，并为进一步研究其他材料的加固效果提供参考。
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第23卷 第1期2006年3月建筑科学与工程学报Journal of Architecture and Civil EngineeringVol.23 No.1Mar.2006文章编号:167322049(2006)0120023206收稿日期:2005212211基金项目:国家自然科学基金项目(50321803);中国博士后科学基金项目(20040350492);上海市博士后科研计划项目(200412)作者简介:周长东(19712),男,山东聊城人,讲师,工学博士,博士后,E 2mail :goldenleaf12@hot 。
火灾高温下玻璃纤维筋的力学性能研究周长东,吕西林,金 叶(同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092)摘要:针对土木工程中所用的纤维筋耐火能力问题,对27组,共100根玻璃纤维(GFRP )筋试件在火灾高温时的力学性能进行了试验研究,试验中主要考虑了温度和受火时间的影响,得到了火灾高温中和火灾高温后玻璃纤维筋的抗拉强度和弹性模量。
试验结果证明:玻璃纤维筋的力学性质表现出明显的阶段性,110°C 时粘结胶体逐渐软化而丧失粘结能力,但温度下降后其粘结强度还可以恢复;190°C 时粘结胶体已基本碳化,其粘结性能将不能再恢复。
因为受到火灾高温的影响,玻璃纤维筋的强度和弹性模量均会下降,若所经历的最高温度低于190°C ,其力学性能还可恢复;若高于190°C ,将不能再恢复。
这些试验结果可以用于玻璃纤维筋增强混凝土结构抗火设计中。
关键词:粘结强度;玻璃纤维筋;火灾;高温;力学性能中图分类号:TU541 文献标志码:AR esearch on Mechanical B ehavior of GFRP B ars in High T emperatureZHOU Chang 2dong ,L U Xi 2lin ,J IN Ye(State Key Laboratory for Disaster Reduction in Civil Engineering ,Tongji University ,Shanghai 200092,China )Abstract :The fire 2resistance behavior of FRP bars is lower t han t hat of steel reinforcement.Experimental st udies were carried out on 100(27group s )GFRP bars exposed to hightemperat ure under axial load to investigate t he mechanical behavior of GFRP bars under fire and after fire.The parameters considered are temperat ure variation and t he time exposed to high temperat ure.The tensile strengt h and t he elastic modulus of GFRP bars were investigated t hrough test.The test result s were obtained during and after high temperat ure exposure and indicate t hat t he mechanical behavior of GFRP bars has obvious p hasic changes :t he resin will soften when temperat ure is higher t han 110°C.At t his point ,t he resin will no longer be able to t ransfer st resses f rom fiber to fiber ,but t he bond st rengt h of resin will be recovered when temperat ure decreased.The resin will be carbonized when temperat ure is higher t han 190°C.At t his point ,t he bond strengt h of resin will not be recovered.When t he strengt h and t he elastic modulus of GFRP bars decrease wit h t he rise of temperat ure ,it can be recovered when t he highest temperat ure experienced is under 190°C.The result s can be applied to fire resistance design of GFRP reinforced concrete st ruct ures.K ey w ords :bond strengt h ;GFRP bar ;fire ;high temperat ure ;mechanical behavior0引 言FRP筋是由连续纤维材料和粘结胶体组成的复合材料,单根纤维丝的直径非常小,纤维丝之间通过粘结胶体粘合在一起[125]。
当FRP筋承受外部荷载时,众多粘合在一起的纤维丝可以均匀受力,并且具有良好的共同工作性能。
由于粘结树脂对高温比较敏感,当温度高于一定限值时会发生玻化,即处于流塑状态,它对纤维丝的粘结作用会逐渐退化乃至丧失;处于高温环境中的连续纤维丝的性能也会发生不同程度的变化。
因为高温下FRP筋的各种组成材料本身的变化,造成FRP筋的力学性能也会发生相应的变化。
Rehm和Franke以及Sen研究发现[627],E2玻璃的熔化温度为1260°C,但在200°C时其强度比20°C时要下降很多,当温度达到550°C时,玻璃纤维的抗拉强度仅是室温条件下的1/2;粘结树脂的玻化点一般在100°C～200°C,超过这一温度树脂将会发生玻化、热分解和碳化,从而失去粘结能力;由粘结材料和玻璃纤维丝共同组成的整体———GFRP筋材在100°C时的强度大约是20°C时的70%(钢材大约是95%),若温度高于400°C时,则下降到30%(钢材大约是50%)。
由此可以看出:高温对GFRP筋材的影响是巨大的。
当火灾发生时,处于火场中的建筑构件均受到高温环境的影响,虽然处于混凝土保护层之内的FRP筋不直接暴露在火场中,但其周围的环境温度会随过火时间的延长而逐渐升高。
虽然因为缺氧不会产生明火,但是FRP筋中的粘结树脂和连续纤维本身均会受到高温的影响,致使纤维筋的强度随温度的升高而发生变化。
笔者主要研究火灾高温环境对GFRP筋的力学性能的影响和火灾高温环境降至室温后GFRP 筋力学性能的变化,以及恒定温度持续不同的时间对GFRP筋材料力学性能的影响,研究结果可以在抗火设计中用于确定GFRP筋材料性能。
1试验概况1.1试件设计本研究选用广东省中山市浦美复合材料有限公司生产的直径6mm的GFRP筋,为了增加和混凝土之间的粘结,对这种GFRP筋的表面进行了纤维缠绕和喷砂处理;为了对GFRP筋进行加载试验,采用广西柳州欧维姆(OVM)机械股份有限公司专门开发生产的粘结型锚具。
为了安装和试验方便,对这种锚具的内外壁均进行了套丝处理,考虑到试验装置的实际情况,GFRP筋试件(以下简称试件)的设计见图1。
图1试件结构(单位:mm)Fig.1Structure of Specimen(U nit:mm)1.2试件分组试件分组情况见表1。
试验温度取为:5°C(室温)、60°C、90°C、110°C、130°C、150°C、170°C、190°C、210°C、230°C、250°C、270°C,共计12个工况。
为了研究升温和降温过程对GFRP筋材料造成的影响,在每个温度条件下分别有一组试件在高温时直接试验,并有另一组试件进行“室温—高温—室温”后的拉伸试验;为了研究火灾高温持续时间对GFRP筋材料性能的影响,在230°C时,对恒温1.0、1.5、2.0、2.5、3.0h共5种工况下的GFRP筋进行了试验研究;为了保证试验结果的可靠性,每种工况中保证有至少3个以上的试件,共计27组100根试件。
表1试件分组T ab.1G rouping of Specimens试验工况不同试验温度(°C)下的组数56090110130150170190210230250270高 温111111111411室温—高温—室温111111111111 1.3试验装置通过图2的自制试验装置进行试件升温加载试验,荷载由油压穿心千斤顶施加,通过自动控温电炉进行控温。
试验前将试件一端的粘结型锚具旋入地脚螺栓固定,再将试件另一端的粘结型锚具旋入连接件(连接件另一端与高强螺杆相连,高强螺杆套在穿心千斤顶中),随后将千斤顶上面的螺帽旋紧,试件安装完毕。
试验时通过安装在千斤顶上的荷载传感器进行力的量测和控制;位移计安装在试件的上下锚具之间,用于量测整个试验段的位移。
当位移计等量测装置安装调试好时,即可进行加载试验。
1.4数据量测和加载制度本试验主要量测3方面的内容:温度、荷载和与荷载相对应的位移,通过荷载可以得到试件的应力和强度,通过位移可以得到试件的应变和弹性模量。
升温过程通过自动控温电炉上自带的仪表控制42建筑科学与工程学报 2006年图2试验装置Fig.2T est Setup升温,当升高到预定温度后电炉可以自动保持温度的恒定,误差一般在±3°C之内,温度值可以在控制仪表上实时显示。
当温度升至预定温度并恒定3h后,进行加载试验。
试验时逐级缓慢加载直至试件断裂破坏,加载速度控制在2kN・min-1,每级荷载为2kN,荷载通过50kN穿心千斤顶上部的50kN荷载传感器进行量测和控制。
试验所用的自动控温电炉的炉膛尺寸为300 mm×300mm×350mm,试件有350mm的试验段处于炉膛内承受高温,这一区段的应变情况无法直接量测,采用位移计量测整个试件的位移变化,再由此得到试件的名义应变和名义弹性模量。