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树脂和玻璃纤维在玻璃钢桥架中的作用是什么?

树脂好比钢筋混凝土中的水泥,也好比人体中的肌肉,纤维好比钢筋混凝土中的钢筋,也好比人体中的骨骼,树脂是基材,纤维是骨材,在玻璃钢桥架中各自起着独立作用,但有不是孤立的,而是互相依存的。

一般来说,玻璃钢桥架的强度来自玻璃纤维,不论强度还是弹性模量,树脂比玻璃纤维都差得多,但是,另一事实是:玻璃钢桥架的弯曲、层间剪切及平行压缩强度,在很大程度上又决定与树脂,对于拉伸强度,一般而言,虽然取决于玻纤,但仍然不能忽视树脂的作用。例如,用同品种而且含量也相同的玻璃布分别制成环氧树脂桥架和酚醛树脂桥架,结果前者的拉伸强度可达400-450Mpa,后者仅能达到250-300Mpa。因此,不能过分强调玻纤的作用。至于树脂作用,大致有如下三个方面:

1.粘结作用;树脂不同,粘结力也不同,如环氧树脂有多种极性基团,特别是环氧基与玻璃可能以化学键连接,这是环氧的优势,聚酯树脂浸润性好是优势,而且交联点多,而酚醛树脂却以交联密度大的优势来弥补自身的不足。在混凝土中水泥对钢筋的粘结仅为物理作用,是简单的材料复合,而树脂对玻纤的粘结,不光有物理作用,还有化学作用,特别是偶联剂的作用,在界面上形成键桥,对树脂和玻纤的粘结有很大意义。在玻璃钢桥架中,不希望纤维互相接触,最好呈分散状才能起骨架作用。纤维和树脂的粘结作用在玻璃钢桥架中,当受力方向与纤维方向垂直时,强度与纤维含量关系不大,而与树脂本身以及树脂与纤维的粘结有关。

2.传递载荷与均衡载荷的作用,玻纤有很高的抗拉承载能力,但一束纤维不能成为构件,只有做成玻璃钢桥架后,才能当构件使用,比如一个梁,上部受到载荷时,树脂把载荷传递给纤维,于是上层纤维受压,下层纤维受拉,中间部分受剪,而这剪应力要由树脂来承受,当然玻璃钢桥架的层间剪切强度是低的,约为拉伸强度的十分之一,树脂不仅传递载荷还起着均衡载荷的作用,如有少数未起承载作用的纤维存在时,树脂将最大限度的把载荷传递给它,均衡的分布到凡能承载的纤维身上,但是由于纤维在生产过程中会造成种种缺陷,因此,实际上纤维从未达到其理论强度。

3.树脂本身特性的作用,树脂品种不同,作用也不同,这就要求有选择的使用,如环氧树脂桥架的强度比聚氨酯桥架和酚醛树脂桥架要高,同样是聚酯,性能也不同,有刚性的,有柔性的,有的透光,有的透电磁波,有的耐腐蚀等,在玻璃纤维中,无碱比中碱强度高、耐热。高强纤维又比无碱纤维强度高。

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