玻璃钢的基本性能——力学性能
玻璃钢的力学性能突出的一点是比强度高，这是金属材料和其它材料无法相比的。
这里，我们要提一下强度的概念。强度通常是指单位面积所能承受的最大荷载，超过这个荷载，材料就
破坏了。强度又分为拉伸强度、压缩强度、弯曲强度和剪切强度。例如说聚酯玻璃钢抗拉强度290MPa，是指每平方厘米截面可承受2900Kg的拉力。
玻璃钢轻质高强的性能，来源于较低的树脂密度（浇铸体密度1.27左右）以及玻璃纤维的高抗伸强度（普通钢材的5倍以上）。玻璃钢的密度随着树脂含量的不同而有所不同。从高树脂含量的玻璃毡制品
到低树脂含量的玻璃钢缠绕制品（密度2.2），玻璃钢的密度只有普碳钢的1/4-1/5，比铝还轻1/3左右。玻璃经高温熔融、快速拉成细丝时，由于比表面积增大，玻璃纤维内部及表面就难以存在大缺陷，所以
玻璃纤维的强度就非常高，常用的是无碱铝硼硅酸盐纤维，其一般性能如表下所示。
性能：密度（g/cm3 ）
性能数据： 2.53-2.55
性能：折射率（25℃）
折射率（25℃）
性能数据： 1.454-1.549
性能：拉伸强度（MPa)）
性能数据： 100-300
性能：介电常数
102赫兹
性能数据：赫兹
性能：拉伸弹性模量（MPa）
性能数据： 7000
性能：介电常数
106赫兹
性能数据： 6.32
性能：断裂时的伸长率（% ）
性能数据： 1.5-4
性能：介电常数
1010赫兹
性能数据： 6.11
性能性能数据性能性能数据
泊松比（块玻璃） 0.22 正切损失 102赫兹 0.0042
线膨胀系数℃-1 4.8*10-4 正切损失 1010赫兹 0.006
比热〔KJ/(Kg/.K)〕
0.80
体积电阻（Ω·cm ）
体积电阻（Ω·cm ）
1011-1013
导热系数〔W/m·K）〕
1.0
声速ｍ／ｓ
声速ｍ／ｓ
5500
软化温度（℃） 850
玻璃钢中常用的玻璃纤维直径是８－１３µｍ。近年来各国所用的玻璃纤维趋向于向粗直径发展，通用
的是１３∼18µｍ，采用池窑拉丝。采用粗直径纤维既不影响玻璃钢的性能，纤维的产量又可以大幅度
提高（因为产量和直径成平方关系）。也有采用直径２０µｍ以上的玻璃纤维。玻璃钢所用的玻璃纤维
一般是把单丝并成线或粗纱，或进一步制成织物及做成毡来使用。从下表所得的各种纤维强度比较来看，玻璃纤维的强度是相当高的。
性能：拉伸强度MPa
羊毛： -
棉纱： 34.54
亚麻： 35
尼龙： 30-60
生丝： 44
玻纤： 100-300
钢： 50-200
性能：延伸率%
羊毛： 24-28
棉纱： 6-12
亚麻： -
尼龙： 15-40
生丝： 15-86
玻纤： 2.5-4
钢： -
玻璃纤维可按三种方向排列:
（一）单向纤维增强的玻璃钢
这一类玻璃钢，玻璃纤维定向排列在一个方向，它是用连续纱或单丝片铺层的。在纤维方向上，有很高
的弹性模量和强度，其纤维方向的强度可高达１０００ＭＰａ，但在垂直纤维方向上，其强度很低。只
有严格的单向受力情况下，才使用这类玻璃钢。其纤维体积含量可以高达６０％．
（二）双向纤维增强的玻璃钢
这类玻璃钢是用双向织物铺展的，其玻璃纤维体积含量可达５０％。在两个正交的纤维方向上，有较高
的强度。它适用于矩形的平板或薄壳结构物。
（三）准各向同性玻璃钢
这类玻璃钢是用短切纤维毡或模塑料制成的，制品中各向强度基本接近，纤维体积含量一般小于３０％，适用于强度、刚度要求不高或荷载不很清楚而只能要求各向同性的产品。在玻璃钢／复合材料中，力学
性能在相当大的程度上取决于增强材料，有人把它比做是材料的筋骨。古代增强材料主要是麻和棉纤维
以及丝绸类。到了４０年代，玻璃纤维开始占增强材料的绝大多数。在此后相当长一段时期里，用玻璃
纤维作增强材料的复合材料（即玻璃钢）仍然占主要地位、但随着工业的发展，不同的时期相继出现了
新的材料，在５０年代研制了高模量碳纤维、硼纤维。６０年代，又改变了玻璃成分，研究了Ｓ及Ｒ型
高强玻璃纤维。到了７０年代，先后又开发了凯芙拉纤维等。见表下所示。增强材料多品种的开发，为
复合材料的应用开辟了新的领域和广阔的途径。纤维种类： A—玻璃纤维
密度： 2.45
拉伸强度极限GPa： 3.1
拉伸膜量GPa： 72
比拉伸强度GPa ： 1.26
比膜量GPa ： 29
纤维种类： E—玻璃纤维
密度： 2.56
拉伸强度极限GPa： 3.6
拉伸膜量GPa： 76
比拉伸强度GPa ： 1.40
比膜量GPa ： 29
纤维种类： R—玻璃纤维
密度：2.58
拉伸强度极限GPa： 4.4
拉伸膜量GPa： 85
比拉伸强度GPa ： 1.70
比膜量GPa ： 33
纤维种类： S—玻璃纤维
密度： 2.49
拉伸强度极限GPa： 4.9
拉伸膜量GPa： 86
比拉伸强度GPa ： 1.8
比膜量GPa ： 34
纤维种类： I型高模量碳纤维
密度：1.87
拉伸强度极限GPa： 2.1
拉伸膜量GPa： 330
比拉伸强度GPa ： 1.12
比膜量GPa ： 176
纤维种类：II型高强度碳纤维
密度： 1.76
拉伸强度极限GPa： 2.6
拉伸膜量GPa： 235
比拉伸强度GPa ： 1.48
比膜量GPa ： 133
纤维种类：聚芳香酰胺纤维kevlar-29
密度： 1.44
拉伸强度极限GPa： 2.76
