芳纶纤维布加固系统

摘　要：通过介绍FRP复合材料，因其轻质⾼强、⾼弹模、耐腐蚀性能好及抗冲击性能好等⼀系列优点，在桥梁、地铁及⼀些⼯业⼚房等混凝⼟结构的加固与修复领域中，应⽤潜⼒巨⼤。

关键词：FRP复合材料；材料性能；结构加固。

⼟⽊⼯程学科的发展，在很⼤程度上依赖于性能优异的新材料新技术的应⽤和发展。

在已有结构的加固改造领域，不仅要求材料经济美观、便于施⼯，且要求施⼯后的结构承载⼒能够明显提⾼。

⽽FPR复合材料以其优异的⼒学性能和⼴泛的适⽤性发挥着越来越重要的作⽤。

FRP（fiber reinforced plastics）复合材料主要有碳纤维（CFRP）、芳纶纤维（AFRP）及玻璃纤维（GFRP）等，其材料形式主要有⽚材、棒材和型材。

FRP的共同优点是：轻质⾼强、⾼弹模、抗疲劳、耐腐蚀耐久性能好、热膨胀系数低等。

另外，FRP复合材料可以节省材料、⾃由裁剪、施⼯⽅便且速度快，虽然其前期投资较⼤，但维护成本低，经济效益明显。

因此，FRP（⽚材）复合材料在⼟⽊结构加固⼯程中应⽤潜⼒巨⼤。

1、FRP复合材料的基本特性 随着增强纤维材料的发展，碳纤维、芳纶纤维及玻璃纤维已经成为当前结构⼯程中加固补强的重要材料。

⼀些典型的FRP（⽚材）复合材料的基本⼒学性能见下表。

FRP复合材料的性能各异，在拉伸强度及拉伸模量⽅⾯，玻璃纤维和芳纶纤维⼀般⽐碳纤维低1/3左右；在断裂延伸率⽅⾯，芳纶纤维⼀般是碳纤维的2倍左右，玻璃纤维⼀般⽐碳纤维⾼70%左右；在韧性、抗冲击性能⽅⾯，芳纶纤维和玻璃纤维要⽐碳纤维好得多；在抗碱腐蚀⽅⾯，芳纶纤维和玻璃纤维则不如碳纤维好。

关于其它⽅⾯的性能差异，这⾥不再赘述。

2、FRP复合材料在结构加固⼯程中应⽤领域 2.1民⽤建筑、桥梁及⼯业⼚房 FRP复合材料因其优异的⼒学性能，在民⽤建筑及⼯业⼚房的加固中应⽤很多，主要有：①梁加固。

加固的作⽤包括抗弯和抗剪。

在进⾏抗弯加固时，FRP复合材料的纤维⽅向与梁的轴向⼀致，⼀般贴在梁的受拉侧，已提⾼梁的承载能⼒。

纤维增强复合材料（FRP）在工程结构加固中的应用肖萍（福建信息职业技术学院福州，350019）摘要：介绍FRP这种新型高性能复合材料的种类、性能特点及对钢筋混凝土构件的加固方式，并介绍了FRP复合材料在土木工程不同领域的应用发展，展望了FRP复合材料在今后土木工程领域的广阔发展前景。

关键词：FRP 复合材料；材料性能；钢筋混凝土构；修复加固随着社会科学技术的进步，土木工程结构学科的发展，在很大程度上得益于性质优异的新材料、新技术的应用和发展，而纤维增强复合材料（fiber reinforced polymer 简称FRP）以其优异的力学性能及适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、轻质发展的需求，正被越来越广泛地应用于桥梁工程、各类民用建筑、海洋工程、地下工程中，受到结构工程界广泛关注。

1 FRP复合材料的种类FRP复合材料是由纤维材料与基体材料按一定地比例混合，经过特别的模具挤压、拉拔而形成的高性能型材料。

目前工程结构中常用的FRP主材主要有碳纤维（CGRP）、玻璃纤维（GFRP）、及芳纶纤维（AFRP），这些材料性能如表1所示，其材料形式主要有片材（纤维布和板）、棒材（筋材和索材）及型材（格栅型、工字型、蜂窝型等）。

1.1 在FRP片材中，纤维布是目前应用最为广泛的形式，它由连续的长纤维编织而成，通常是单向纤维布，使用前布浸润树脂，在采用FRP布加固时布的形状可以根据被加固结构的外形随意调整，加上它本身没有刚度，运输方便，较适用于梁与柱的抗剪、抗弯加固，柱与节点的抗震加固。

但由于FRP布的厚度较薄，需多层粘贴才能满足要求，所以施工工艺较繁杂，操作较为困难。

而FRP板则可以承受纤维方向上的拉和压，所以FRP板较适用于梁板柱的抗弯加固和抗剪加固。

1.2 在FRP棒材中，FRP筋是采用单向成型工艺，将单向长纤维与树脂混合为棒材；而FRP索是将连续的长纤维单向编织，再用少量树脂浸润固化或不用树脂固化而制成的索状FRP制品。

芳纶UD不，UD防弹⾯料芳纶UD布芳纶、对位芳纶、防弹芳纶、对位芳纶、芳纶UD布在⼀个⽅向（通常是经向，也有纬向单向织物）具有⼤量的纺织纱或⽆捻粗纱，在另⼀⽅向只有少量并且通常是细的纱，结果实际上布的全部强度都在⼀个⽅向上的⼀种织物。

单向织物的英⽂名称为Uni-Directional Fabric or Cloth，有时简称UD织物，UD布，是⼀种由特种设备织造后经过后处理粘结⽽成的纺织材料/布料。

该织物的织造⽅法由多种，常见的为机织单向织物，是⽤德国多尼尔织机织造，⼀般为径向单向织物，主要⽤于建筑桥梁的抗震修复和加固补强，如⽇本东丽公司的碳纤维单向织物和美国赫⽒碳纤维公司的HEX-3R单向碳纤维布织物；⽆纬碳纤维织物，即⼀般⼈认为的UD布，实际是⼀种预浸⽚材，是⽤特殊设备将纤维按⼀个⽅向排列整齐与树脂粘合⽽成，复合⼀层薄膜或离型纸甚⾄是纤维⽹格；缝编单向织物，是⽤德国进⼝缝编设备将纤维纱线按⼀个⽅向排列，⽤聚酯纱线缝编⽽成的织物，主要⽤于航空航天⼯业和船舶⼯业。

芳纶1414，凯夫拉，超⾼分⼦量聚⼄烯）的⽣产应⽤中。

特点是：减振效果好，膨胀系数⼩，⾻架轻，变形⼩，⽽被⼴泛应⽤在航空⼯业，如雷达罩、电⼦设备舱、发动机外壳、发动机叶⽚、舱门、直伸飞机的浆叶等；船舶⼯业，如帆船、快艇、深海鱼船、救⽣船等；⽤于体育⽤品，如渔杆、滑雪板、冰球杆等；⽤于化学⾏业，如⽴体卧式储罐、管道、⼯作台等；⽤于医疗⾏业，如夹板、绷带、⼈⼯呼吸器等；⽤于军事⼯业，如防护甲、⼤⼝径⽕炮、坦克负重轮等；其他⾏业，如建筑上⽤的增强预制件，剑杠织机上⽤的剑杠、剑带等对位芳纶 UD布在防弹领域应⽤还是⽐较⼴泛的。

超⾼强芳纶纤维（美国DUPONT公司的KEVLAR®芳纶纤维，⽇本TEIJIN公司的TWARON®芳纶纤维）为原材料，应⽤航天特种装备技术与环保型专⽤基体，经精密⼯艺复合制成。

产品质轻、柔韧、平整、致密，综合性能优异。

我国芳纶纤维目前生产应用的状况以及存在的问题近年来，我国一直致力于芳纶纤维国产化、规模化的技术开发，芳纶纤维也被中国化纤工业协会列为“绿灯项目”。

但由于芳纶纤维具有重要的战略意义，发达国家对其一直实施技术封锁和有限禁运，导致国内芳纶产业起步晚，多层技术壁垒尚未根本破解，严重制约了产业发展。

专家指出，在夹缝中求生存的我国芳纶纤维产业如何集中优势力量抓紧突破国外技术壁垒，提早实现产业化已显得至关重要。

一、芳纶纤维的特性凡聚合物大分子的主链由芳香环和酰胺键构成，且其中至少85%的酰胺基直接键合在芳香环上，每个重复单元的酰胺基中的N原子和羰基均直接与芳香环中C原子相连接并置换其中的一个H原子的聚合物纤维称为芳香族聚酰胺纤维，我国定名为芳纶纤维。

芳纶纤维包括全芳香族聚酰胺纤维和杂环芳香族聚酰胺纤维两大类。

而全芳香族聚酰胺纤维中已经实现工业化的纤维，主要是对位芳纶和间位芳纶，这两大类芳纶的主要区别是，酰胺键与苯环上的C原子相连接的位置不同( 如图1)。

杂环芳香族纤维是指含有 N，O，S等杂原子的二胺和二酰氯缩聚而成的纤维，如有序结构的杂环聚酰胺纤维等。

[1-4]图1芳纶分子式芳纶纤维具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸碱、质量轻等优良性能，其中比强度是钢的5 ～ 6倍，模量是钢丝和玻璃纤维的2 ～ 3倍，韧性是钢丝的2 倍，而密度仅为钢丝的1 /5 左右。

芳纶是综合性能优良、产量最大、应用最广的高性能纤维，在高性能纤维中占有重要的地位，在国防，航空航天，汽车减重节能减排，新能源开发等各方面具有不可替代的作用。

[5]二、芳纶纤维的分类芳纶主要分为两种：间位芳纶和对位芳纶。

2.1 间位芳纶间位芳纶，即聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，我国称之为芳纶1313。

间位芳纶具有长久的热稳定性，这是其最重要的特性，可在200 ℃高温下长期使用不老化，具有极佳的尺寸稳定性。

间位芳纶具有本质阻燃性，其极限氧指数值(LOI)＞28 %，在空气中不会自燃、融化，也不会产生熔滴，离焰自熄。

路威®2008芳纶纤维培训测试题一、填空1.常见的FRP复合材料主要有：芳纶纤维（AFRP）、碳纤维（CFRP）、玻璃纤维（GFRP）。

2.路威2008芳纶纤维布是一种轻质高强、高弹模、耐腐蚀以及抗冲击性能好的复合材料，在屈服断裂前一直呈线弹性变化，抗拉强度设计值为：2060MPa ，强性模量为： 118GPa 。

3.芳纶纤维布包括单向片和双向片两个种类，实际工程中常用单向片，其规格有AFS- 40 、AFS- 60 、AFS- 90 、AFS- 120 。

4.芳纶纤维是美国杜邦公司生产的一种芳香族纤维，早期主要应用于军事航天领域，引用到民用领域主要是从日本阪神地震之后，其特性主要有：①强度高抗拉强度是钢材的5倍以上；②比重小比重约是钢材的五分之一；③柔韧性等同于合成纤维，象布一样柔软；④不导电电阻率大，绝缘性好；⑤耐久性好良好的耐腐蚀、耐热耐水、耐候性。

5.路威2008芳纶纤维布施工过程中需要用到的主要工具有：打磨工具：圆盘磨光机，涂刷工具：毛刷，裁减芳纶布工具陶瓷剪刀或电锯，滚压工具滚筒，安全防护工具防护眼镜、口罩、手套，计量工具台秤等。

6.芳纶产品手册中AFS-40型芳纶纤维布其中A表示 Aramid ，F表示 Fiber ，S表示 Sheet ，40表示每米宽度的芳纶布能承担40吨力。

AFS-40型纤维布的单位重量 280g/m2,设计厚度 0.193 mm ，保证强度 400 KN/m ；AFS-60型纤维布的单位重量为 415g/m2,设计厚度为 0.286 mm ，保证强度 600 KN/m 。

7.路威2008芳纶纤维布施工工艺包括以下四个步骤：①表面处理②涂刷底胶及浸渍树脂③粘贴芳纶布④外层防护。

8.工程中常用的芳纶纤维布幅宽有 10cm 、 30cm 、 50cm ，综合考虑到受力和施工等要求，其中幅宽为 30cm 最常用，总长 50 m/卷。

9.桥梁按主要承重结构体系大致可分为梁桥、拱桥、刚架桥、悬索桥和组合体系桥等。

浅论钢筋混凝土结构的加固补强方法摘要：结构加固补强是通过一些有效措施，使受损结构恢复原有的结构功能，或者在已有结构的基础上提高其结构抗力能力，以满足新的使用条件下结构功能要求，主要有加大截面法、外包钢套法、预应力加固法、增设支点法和外粘钢板、外粘纤维聚合物等方法。

关键词：钢筋混凝土；加固补强；纤维1引言现在我们在设计施工中经常要对钢筋混凝土结构进行加固补强，仅笔者就曾经参与过因大件运输需要而对悬链式箱型钢筋混凝土拱桥的加固、改变建筑用途而进行的结构改造加固、建筑加层而进行结构加固等加固补强工程的施工。

受地理环境、自然灾害，时间以及人为因素的影响，混凝土结构的损坏时有发生，为此，结构加固补强通过一些有效措施，使受损结构恢复原有的结构功能，或者在已有结构的基础上提高其结构抗力能力，以满足新的使用条件下结构功能要求。

混凝土结构补强加固方法有加大截面法、外包钢套法、预应力加固法、增设支点法等。

随着材料科学的发展和在土木工程中的推广应用，又出现了外粘钢板、外粘纤维聚合物等新型加固方法。

2加固方法2.1 外粘纤维聚合物加固法2.1.1 概述纤维（frp）布加固是用树脂类粘结材料将纤维布粘贴于混凝土构件表面，借助纤维良好的抗拉强度以增强构件承载能力及刚度，从而使结构及构件得到加固补强。

该技术通常以混凝土桥面板、墩、梁、柱、烟囱以及隧道内衬为对象进行构件的抗弯补强、抗剪补强以及防止混凝土开裂、剥落等。

混凝土加固工程中常用的纤维种类主要有碳纤维(cfrp)、玻璃纤维（gfrp）和芳纶纤维(afrp)，它们的共同特点是强度高，自重轻，耐腐蚀性好，施工工艺简便快捷，用于补强加固时对原结构几乎没有影响，加固修补效果及耐久性好，可以显著提高被加固构件的抗弯、抗剪、抗扭、抗拉承载力和抗震性能，增强构件的延性和刚度，改善构件的受力性能，适用于混凝土结构抗弯、抗剪、抗扭承载力加固，抗震加固，耐腐蚀加固(适用于腐蚀环境下的工业与民用建筑)，耐久性加固(如结构抗裂等)，但不适用于柱轴压比不够的承载力加固。

目录一、芳纶纤维简介 (1)二、芳纶纤维分类 (1)2.1 对位芳纶纤维 (2)2.2 对位芳纶纤维的合成方法 (3)2.3 间位芳纶纤维 (6)三、芳纶纤维的主要用途 (9)3.1 航空航天工业 (9)3.2 IT(信息技术)产业 (9)3.3 国防工业 (9)3.4 汽车工业 (9)3.5 耐热及防护服装 (9)3.6 耐热制品 (10)3.7 制作丝绳 (10)3.8 增强混凝土及复合材料 (10)3.9 高压气瓶 (10)3.10 代替石棉 (10)3.11 运动器材 (10)四、芳纶材料存在的问题 (10)五、改善芳纶纤维及其复合物材料性能的方法 (11)5.1 解决芳纶纤维增强复合材料难加工的问题 (11)5.2 改善芳纶纤维及其复合材料性能的方法 (11)六、芳纶材料在国内外的发展情况 (11)6.1推广应用不断加快 (11)6.2国外发展现状 (13)6.3中国发展现状 (14)6.4国内外生产产量 (15)6.4.1国外生产产量 (15)6.4.2国内生产产量 (16)6.5两大中间体迎来发展良机 (17)6.6市场及发展前景 (18)七、参考文献 (19)一、芳纶纤维简介芳纶是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。

它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。

它的全称是芳香族聚酰胺纤维。

1974年，美国贸易联合会(U.S，FederalTradeCommission，FTC)将它们命名为“aramidfibers”，我国称为芳纶。

其定义是：至少有85%的酰胺链(—CONH—)直接与两苯环相连接。

根据此定义，可把主要化学链和环链脂肪基的一般聚酰胺聚合物和其清楚的分开。

芳纶和聚酞胺纤维(如尼龙66纤维)相比，由于在大分子长链中以芳香基代替了脂肪基，链的柔性减小，刚性增大，反映在纤维性能方面则是耐热性能增强，初始模量显著增大。

芳纶纤维全称为"聚对苯二甲酰对苯二胺",英文为Aramid fiber（杜邦公司的商品名为Kevlar），是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能,其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。

它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。

芳纶的发现，被认为是材料界一个非常重要的历史进程。

芳纶纤维是重要的国防军工材料，为了适应现代战争的需要，目前，美、英等发达国家的防弹衣均为芳纶材质，芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效提高了军队的快速反应能力和杀伤力。

在海湾战争中，美、法飞机大量使用了芳纶复合材料。

除了军事上的应用外，现已作为一种高技术含量的纤维材料被广泛应用于航天航空、机电、建筑、汽车、体育用品等国民经济的各个方面。

在航空、航天方面，芳纶由于质量轻而强度高，节省了大量的动力燃料，据国外资料显示，在宇宙飞船的发射过程中，每减轻1公斤的重量，意味着降低100万美元的成本。

除此之外，科技的迅猛发展正在为芳纶开辟着更多新的民用空间。

据报道，目前，芳纶产品用于防弹衣、头盔等约占7～8%，航空航天材料、体育用材料大约占40%；轮胎骨架材料、传送带材料等方面大约占20%左右，还有高强绳索等方面大约占13%。

芳纶主要分为两种，对位芳酰胺纤维（PPTA）和间位芳酰胺纤维（PMIA），自20世纪60年代由美国杜邦（DuPont）公司成功地开发出芳纶纤维并率先产业化后，在30多年的时间里，芳纶纤维走过了由军用战略物资向民用物资过渡的历程，价格也降低了将近一半。

现在国外芳纶无论是研发水平还是规模化生产都日趋成熟。

在芳纶纤维生产领域，对位芳酰胺纤维发展最快，产能主要集中在日本和美国、欧洲。

如美国杜邦的Kevlar纤维，荷兰阿克苏诺贝尔（Akzo Nobel）公司（已与帝人合并）的Twaron纤维，日本帝人公司的Technora纤维及俄罗斯的Terlon纤维等。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。