FRP材料及其在工程材料中的应用
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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。
耐碱性能 耐酸性能 动态疲劳 冻融循环 紫外线辐射 高温性能
钢筋
GFRP CFRP
11.7
6~10 -4~-2
11.7
21~30 23~32
AFRP -6~-2 60~80
FRP的力学性能
与钢筋力学性能对比
纤维种类
普通 CFRP 高强度
高模量 GFRP E-Glass
S-Glass AFRP 普通
钢筋
E（GPa） 抗拉强度（MPa）
220~235 2050~3790
的1/6~1/4。
FRP的密度（g / cm3） 钢 筋 GFRP CFRP AFRP
7.9 1.25~2.1 1.5~1.6 1.25~1.4
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。
FRP的线膨胀系数
方向 纵向 横向
线膨胀系数（´10-6 /°C）
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。
220~235 3790~4825
345~515 1725~3100
69~72
1860~2685
86~90 69~83 200~210
3445~4135 3445~4135 300~400
极限拉应变（%）
1.2 1.4 0.5 4.5
5.4 2.5 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。
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布
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
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材料在建筑工程的应用方式主 要有两方面。
Thanks for your attention!
FRP材料及其在工程结构中的应用
1
报告内容
1 FRP材料的基本介绍
2
FRP材料的性能
3
FRP材料的品种
4
FRP材料的应用
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 (CF、GF、AF)
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。
FRP
树脂
两个作用 延伸率
FRP中纤维的性能比较
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1.25~2.1g/cm3，是钢筋密度
CFRP 95% 100% 85% 100% 100% 80%
AFRP 92% 60%~85% 70% 100% 45% 75%
GFRP 15% 100% 23% 100% 81% 80%
注：表中数据为相对于其静力强度的百分比
FRP的品种
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。
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。
耐碱性能 耐酸性能 动态疲劳 冻融循环 紫外线辐射 高温性能
钢筋
GFRP CFRP
11.7
6~10 -4~-2
11.7
21~30 23~32
AFRP -6~-2 60~80
FRP的力学性能
与钢筋力学性能对比
纤维种类
普通 CFRP 高强度
高模量 GFRP E-Glass
S-Glass AFRP 普通
钢筋
E（GPa） 抗拉强度（MPa）
220~235 2050~3790
的1/6~1/4。
FRP的密度（g / cm3） 钢 筋 GFRP CFRP AFRP
7.9 1.25~2.1 1.5~1.6 1.25~1.4
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。
FRP的线膨胀系数
方向 纵向 横向
线膨胀系数（´10-6 /°C）
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。
220~235 3790~4825
345~515 1725~3100
69~72
1860~2685
86~90 69~83 200~210
3445~4135 3445~4135 300~400
极限拉应变（%）
1.2 1.4 0.5 4.5
5.4 2.5 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。
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布
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
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材料在建筑工程的应用方式主 要有两方面。
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FRP材料及其在工程结构中的应用
1
报告内容
1 FRP材料的基本介绍
2
FRP材料的性能
3
FRP材料的品种
4
FRP材料的应用
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 (CF、GF、AF)
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。
FRP
树脂
两个作用 延伸率
FRP中纤维的性能比较
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1.25~2.1g/cm3，是钢筋密度
CFRP 95% 100% 85% 100% 100% 80%
AFRP 92% 60%~85% 70% 100% 45% 75%
GFRP 15% 100% 23% 100% 81% 80%
注：表中数据为相对于其静力强度的百分比
FRP的品种
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。