纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是目前唯一被認(rèn)為能夠解決基礎(chǔ)設(shè)施腐蝕問題及實(shí)現(xiàn)長壽命和高性能的結(jié)構(gòu)材料，因此復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在面廣量大的土木、交通船舶、海洋等工程領(lǐng)域擁有更廣闊的應(yīng)用前景，且已呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。近三十年來，國內(nèi)外相關(guān)科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)單位的研究人員已在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的體系創(chuàng)新、制造工藝、受力機(jī)理、長期性能等方面開展了大量的基礎(chǔ)研究與產(chǎn)品研發(fā)工作，創(chuàng)造性地解決了一些傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料不能協(xié)調(diào)解決的受力-功能耐久的工程難題，形成了系列成果：復(fù)合材料結(jié)構(gòu)已逐步成為結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域的重要學(xué)科方向。文中基于大量的研究成果，通過系統(tǒng)梳理，展望基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀、局限性以及趨勢，以期促進(jìn)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在我國基礎(chǔ)設(shè)施中的應(yīng)用與發(fā)展，滿足工程建設(shè)多樣化需求。
纖維在樹脂基復(fù)合材料中，纖維主要起承載作用。
材料在普通狀態(tài)下的強(qiáng)度和剛度并不高，但一旦使其處于定向結(jié)構(gòu)的纖維狀態(tài)時(shí)，就呈顯較高的強(qiáng)度和剛度。土木工程中常用的增強(qiáng)纖維有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和玄武巖纖維等，各類纖維性能價(jià)格比較見表1。玻璃纖維是最早使用的一種增強(qiáng)材料，具有強(qiáng)度高、延伸率大等優(yōu)勢，可制成織物，但彈性模量較低圖，由于其造價(jià)相對(duì)較低，應(yīng)用面較廣，如橋面板、防撞系統(tǒng)等。碳纖維由于其強(qiáng)度高，重量輕，熱膨脹小而被廣泛應(yīng)用，進(jìn)口碳纖維價(jià)格較高，國產(chǎn)碳纖維價(jià)格約為進(jìn)口產(chǎn)品的一半，碳纖維具有超強(qiáng)耐高溫性能，在2000℃高溫的情性環(huán)境下能保持強(qiáng)度不發(fā)生變化，常用于結(jié)構(gòu)加固以及筋材。芳綸纖維具有拉伸強(qiáng)度高和彈性模量大的特點(diǎn)，并具有優(yōu)良的抗沖擊性、耐疲勞、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)異性能，但易受各種酸堿的腐蝕，尤其耐強(qiáng)酸、耐水和耐光等性能較差，常用于防彈抗沖擊領(lǐng)域。玄武巖纖維耐高溫性能強(qiáng)，能長期使用在高溫環(huán)境中，耐酸堿腐蝕性能好，化學(xué)性能穩(wěn)定，有利于長期戶外工作，可用于筋材等構(gòu)件。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一種性價(jià)比優(yōu)異的材料，在民用復(fù)合材料領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
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