在建筑加固上芳纶纤维哪些方面优于碳纤维

在复合材料中碳纤维和芳纶纤维应该是用的比较广泛的。碳纤维在建筑加固这一块，用的也比较多。下面...



在复合材料中碳纤维和芳纶纤维应该是用的比较广泛的。碳纤维在建筑加固这一块，用的也比较多。下面来说说芳纶纤维在建筑加固上有哪些优势。

芳纶纤维在以下方面明显优于碳纤维：

a、芳纶纤维不导电（碳纤维导电），因此在地铁、工业厂房等结构中使用碳纤维就有很大的局限性甚至禁入性，此外，碳纤维用于混凝土结构补强，务必与钢筋隔离以防电化学腐蚀，而使用芳纶纤维则不受限此限制。

b、碳纤维布的抗剪强度较低，易折断，这使得施工时倒角处理要求较高，倒角半径不小于20mm,而芳纶纤维仅需10mm即可。

c、碳纤维的高弹性模量使其能承受长期静荷载，这是其最为突出的优点，而对于承受动载和局部冲击作用则芳纶纤维更具竞争力。

d、碳纤维在用于限制梁的扰度时同芳纶纤维布相比具有一定优势，但在施工的可操作性方面芳纶纤维无疑是更适合的材料。

e、碳纤维加固后的破坏模式是脆性（结构变形小，碳纤维布的极限延伸率小），没有明显征兆，因而作为结构设计，必须采用较大的安全系数。实验表明，已破坏的素混凝土构件用芳纶纤维布外包补强后，再次加载，其破坏过程依然是塑性的。“五角大楼晚塌35分钟，凯夫拉纤维功不可没”是一个极好的例证。作为延性补强，芳纶纤维材料是理想的材料。



两种纤维材料性能详细比较见表1

注意：上述两种纤维的强度均为材料本身的强度，而不是纤维布的强度，具体纤维布的强度如下：

1）、碳纤维，0.11mm和0.167mm为常用的两种规格，强度3000MPa、由于碳纤维发生的是脆性破坏，破坏前没有一点征兆，所以考虑的安全储备系数一般为0.5～0.7，即能发挥的强度只有

0.6×3000=1800MPa

2）、芳纶纤维，AFS-40和AFS-60为常用的两种规格，厚度分别为0.193mm和0.286mm，强度2060MPa、由于芳纶纤维的韧性特别好，它的安全储备系数一般为0.75—0.95，即它能发挥的强度有：

0.85×2060=1751MPa

所以强度的有效值是相当的，但碳纤维加固后的构件破坏形式为脆性破坏，使其比较适合于承受长期静载荷的结构，而芳纶纤维的抗局部冲击能力强（从早期的用于做防弹衣可以看出），因此比较适合于承受动载的构件。

另外，我们知道FRP材料之所以用来加固，主要是在于纤维布浸透树脂后，通过树脂与混凝土间的很好的粘结能力来达到一种协调变形，共同承受载荷。由于芳纶布和树脂同为有机材料，两者之间的结合力很强；而树脂与无机材料碳纤维结合时，渗透能力就不如芳纶好，这样一来碳纤维就只能做的很薄了，而且要使它充分浸透，工期比方论纤维要长很多，也就是相应增加了综合造价。

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