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樹脂和玻璃纖維在玻璃鋼橋架中的作用是什么?

樹脂好比鋼筋混凝土中的水泥,也好比人體中的肌肉,纖維好比鋼筋混凝土中的鋼筋,也好比人體中的骨骼,樹脂是基材,纖維是骨材,在玻璃鋼橋架中各自起著獨立作用,但有不是孤立的,而是互相依存的。

一般來說,玻璃鋼橋架的強度來自玻璃纖維,不論強度還是彈性模量,樹脂比玻璃纖維都差得多,但是,另一事實是:玻璃鋼橋架的彎曲、層間剪切及平行壓縮強度,在很大程度上又決定與樹脂,對于拉伸強度,一般而言,雖然取決于玻纖,但仍然不能忽視樹脂的作用。例如,用同品種而且含量也相同的玻璃布分別制成環氧樹脂橋架和酚醛樹脂橋架,結果前者的拉伸強度可達400-450Mpa,后者僅能達到250-300Mpa。因此,不能過分強調玻纖的作用。至于樹脂作用,大致有如下三個方面:

1.粘結作用;樹脂不同,粘結力也不同,如環氧樹脂有多種極性基團,特別是環氧基與玻璃可能以化學鍵連接,這是環氧的優勢,聚酯樹脂浸潤性好是優勢,而且交聯點多,而酚醛樹脂卻以交聯密度大的優勢來彌補自身的不足。在混凝土中水泥對鋼筋的粘結僅為物理作用,是簡單的材料復合,而樹脂對玻纖的粘結,不光有物理作用,還有化學作用,特別是偶聯劑的作用,在界面上形成鍵橋,對樹脂和玻纖的粘結有很大意義。在玻璃鋼橋架中,不希望纖維互相接觸,最好呈分散狀才能起骨架作用。纖維和樹脂的粘結作用在玻璃鋼橋架中,當受力方向與纖維方向垂直時,強度與纖維含量關系不大,而與樹脂本身以及樹脂與纖維的粘結有關。

2.傳遞載荷與均衡載荷的作用,玻纖有很高的抗拉承載能力,但一束纖維不能成為構件,只有做成玻璃鋼橋架后,才能當構件使用,比如一個梁,上部受到載荷時,樹脂把載荷傳遞給纖維,于是上層纖維受壓,下層纖維受拉,中間部分受剪,而這剪應力要由樹脂來承受,當然玻璃鋼橋架的層間剪切強度是低的,約為拉伸強度的十分之一,樹脂不僅傳遞載荷還起著均衡載荷的作用,如有少數未起承載作用的纖維存在時,樹脂將最大限度的把載荷傳遞給它,均衡的分布到凡能承載的纖維身上,但是由于纖維在生產過程中會造成種種缺陷,因此,實際上纖維從未達到其理論強度。

3.樹脂本身特性的作用,樹脂品種不同,作用也不同,這就要求有選擇的使用,如環氧樹脂橋架的強度比聚氨酯橋架和酚醛樹脂橋架要高,同樣是聚酯,性能也不同,有剛性的,有柔性的,有的透光,有的透電磁波,有的耐腐蝕等,在玻璃纖維中,無堿比中堿強度高、耐熱。高強纖維又比無堿纖維強度高。

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