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常用土木工程材料有水泥、砂石、鋼材、木材、磚等,其中混凝土與鋼筋的結合被認為是應用最廣泛的結構材料。但隨著結構服役時間的增長,越來越多的問題暴露出來,其中具有代表性的是20 世紀80年代出現的“混凝土危機”所反映的混凝土耐久性問題。鋼結構的應用也具有一定的比例,它克服了混凝土結構自身笨重的弱點,但在使用中出現了高溫下易屈服和地震中脆斷的問題,其中有代表性的是美國“9·11”事件和日本的阪神地震。20世紀材料科學得到了長足的發(fā)展,纖維復合材料被應用于土木工程,其中應用最廣的是玻璃鋼。這類材料的應用使得土木工程的結構形式靈活、功能多樣,但玻璃鋼的模量較低,限制了其作為結構材料在土木工程中的推廣應用。
碳纖維的比強度和比模量高,分別為鋼材的10倍和5倍以上;同時它還具有優(yōu)異的導電、抗磁化、耐高溫和耐化學侵蝕的性能,被認為是綜合性能最好的先進材料,因此它在各個領域中的應用推廣非常迅速。
碳纖維的應用形式靈活多樣,
①既可利用其長纖維作為結構材料,又可利用其短纖維作為功能材料;
②基體既可是樹脂又可以是水泥;
③其與基體組成的復合材料既可置于構件的外表又可置于構件的內部;
④既可單獨使用又可以與其它纖維混合使用;
⑤其復合材料是各向異性材料,因而可以變化各個方向的性能,尤其是可以設計成膨脹系數為零的材料。碳纖維在土木工程中的許多方面都可以發(fā)揮其優(yōu)勢性能。
本文轉載自：東莞市協(xié)創(chuàng)復合材料有限公司
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