建筑業(yè)是聚合物復(fù)合材料最大的消費行業(yè)之一。多年來,未增強聚合物復(fù)合材料一直用于建筑行業(yè)空載軸承應(yīng)用領(lǐng)域,如:輔料、廚房用具、浴室、覆蓋層等其他方面。過去十年間,人們一直致力于將增強聚合物復(fù)合材料(PRC)應(yīng)用到建筑業(yè)中的承載應(yīng)用領(lǐng)域。一般來講,RPC材料的潛在優(yōu)勢包括以下幾個方面:高強度、高剛度、裁剪的耐久性、良好的疲勞性能、多方面用途裝配功能以及較低的維護成本。因此,調(diào)查顯示增強聚合物復(fù)合材料主要應(yīng)用于翻修、式樣翻新、混凝土的替代增強物等領(lǐng)域;在個別情況下,應(yīng)用于整個纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中。然而,迄今為止,PRC在建筑業(yè)主要結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的數(shù)量相對較少,建筑行業(yè)中出現(xiàn)了對此類增強聚合物復(fù)合材料理解較慢的若干爭議。這些爭議包括成本、設(shè)計標準缺乏、行業(yè)標準缺乏、對建筑業(yè)與復(fù)合材料之間的諸多問題的了解非常少、缺少聚合物復(fù)合材料及土木/建筑施工有經(jīng)驗的設(shè)計師等其他問題。與傳統(tǒng)的建筑材料相比較時,這些爭議通常會使此類增強聚合物復(fù)合材料處于不利的境地。然而,本研究報告認為由于穩(wěn)定性正日益成為選擇材料的重要考量因素,從這一方面來衡量,一些纖維復(fù)合材料比傳統(tǒng)材料更具優(yōu)勢。
1.介紹
復(fù)合材料將兩種或多種性質(zhì)不同的材料組合成一種具有多種性能的材料,新組成的材料的性能優(yōu)于任何一種基體材料。復(fù)合材料用于建筑業(yè)已有幾千年的歷史。稻草用于增強磚中已有2000多年的歷史,直至今天仍在沿用此項技術(shù)。已有證據(jù)證明約在1000年前,希臘就使用金屬來增強混凝土梁的表面張力。聚合物復(fù)合材料是由諸多聚合樹脂制成的多相位材料,如:聚酯、酯樹脂及環(huán)氧樹脂等其他聚合樹脂,這些聚合樹脂具有填料及增強型纖維,可產(chǎn)生一種比任何一種獨立物質(zhì)性能都要強的疏松物質(zhì)。填料一般用來減少成本、減少體積密度或增加美觀性。纖維用來增強聚合物的性能,改善諸如剛度及強度等的機械性能。高強度玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維以及碳主要用于承載負荷,
聚合樹脂可保護纖維,并將纖維凝固成一個粘性結(jié)構(gòu)整體。人們通常稱這類產(chǎn)品為纖維復(fù)合材料。
多年來,聚合物復(fù)合材料在建筑行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用,諸如浴缸、浴室內(nèi)閣、覆蓋層、裝飾、修整等其他領(lǐng)域中。1999年,建筑業(yè)成為聚合物復(fù)合材料的第二大消費產(chǎn)業(yè),在全球市場消費份額中的比例為35%。最近,建筑業(yè)愈來愈多地肯定纖維復(fù)合材料在承載結(jié)構(gòu)負載中的應(yīng)用功能。在土木結(jié)構(gòu)翻修、式樣翻新,作為鋼筋混凝土以及較少范圍的新型土木結(jié)構(gòu)的替代物方面,纖維復(fù)合材料為其自身樹立了實際可行及具有競爭力的形象。