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FRP复合材料的基本力学性能和特点

来源：花匠小妙招时间：2024-11-23 17:30

抗拉强度高
FRP的抗拉强度均明显高于钢筋，与高强钢丝抗拉强度差不多，一般是钢筋的两倍甚至达十倍。但FRP材料在达到抗拉强度前，几乎没有塑性变形产生，受拉时应力－应变呈线弹性上升直至脆断，因此FRP复合材料在与混凝土结构共同作用的过程中，往往不是由于FRP材料被拉断破坏，而是由于FRP－混凝土界面强度不足导致混凝土结构界面被剥离破坏，所以，FRP－混凝土界面粘结性能问题成为今后工程应用的一个重点和难点。

FRP复合材料热膨胀系数与混凝土相近
这样当环境温度发生变化时，FRP与混凝土协调工作，两者间不会产生大的温度应力。

与钢材相比，大部分FRP产品弹性模量小
约为普通钢筋的25％～75％。因此，FRP结构的设计通常由变形控制。

FRP的抗剪强度低
其强度仅为抗拉强度的5％～20％，这使得FRP构件在连接过程中需要研制专门的锚具、夹具。也使得FRP构件的适度成为研究突出的问题。

FRP材料抗腐蚀、抗疲劳性能好
可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用，因而可提高结构的使用寿命，这是结构材料难以比拟的。但同时，与一般混凝土相比较，FRP复合材料的防火性能偏差，这也制约了该类结构产品的推广应用，成为今后要解决的问题之一。

其他特点
自重小、施工方便，其重量一般为钢材的20％，没有湿作业，不需大型施工机具，无需现场固定设施，施工占用场地少，可降低劳动力费用。

FRP复合材料力学性能比较

材料种类密度弹性模量抗拉强度极限应变
Kg/m^3 Mpa Mpa %
普通钢筋 7850 2.1x10^5 400 10.0
高强钢丝 7850 2.0x10^5 1800 4.0
GFRP ≈2000 ≈5.1x10^4 ≈1670 ≈3.3
CFRP ≈1500 ≈1.5x10^5 ≈1700 ≈1.1
AFRP ≈1300 ≈6.4x10^4 ≈1610 ≈2.5