FRP筋替代钢材：关键性能指标对比表

纤维增强塑料筋也就是 FRP Rebar，其中 FRP 这种纤维增强塑料材料，是由纤维跟树脂构成的复合材料，它凭借轻质、高强以及高耐久性，成为土木行业里一种新型的结构材料，借助 FRP 材料去替换钢材，成为土木工程行业的一场革命。本公司依据土木工程的特点以及要求，开发并研制了多种 FRP 筋、棒，因其具备优异的力学和耐久性性能，能够广泛应用于桥梁工程、水力工程、海洋工程、道路工程，还有一些有着特殊电磁要求的特种工程中。从产品介绍说起，关于CFRP棒产品，有这样的简介，此产品呢，是以环氧树脂当作基体的，高性能碳纤维是其增强材料，它具备高强度的特性，还有高模量的特性，又有高耐久性的特点，以及低密度的特点。性能指标方面，抗拉强度的数值为(MPa)2000 ，抗拉模量的数值是(GPa)150 ，密度的数值为(g/cm3) 1.5 ，直径的数值有（mm）3.5，5，7，10，12，14。耐久性在（60℃，2 个月）情况下，对于碱，强度损失率为 1.64，模量损失率为 16.53 ，对于酸，强度损失率为 2.91，模量损失率为 14.46 ，对于盐，强度损失率为 3.69，模量损失率为 14.5。CFRP 筋与 Q235 光圆钢筋疲劳寿命进行比较，大循环应力与极限拉伸强度的情况如下，对于 CFRP 筋（R = 0.5），对于 Q235（R = 0.047~0.057） ，当为 0.5 时，分别是 105.26 ，107.36 ，当为 0.6 时，分别是 104.63 ，106.66 ，当为 0.7 时, 分别是 102.74 ，106.12。主要用途方面，CFRP 棒因其具备高强度、高模量、高耐久性、低密度并且有优异的抗疲劳和低蠕变性能，所以能够应用到大型斜拉桥和悬索桥的拉索当中，用以替代高强钢丝或钢绞线。哈尔滨工业大学，与广西柳州OVM索厂，借助本公司CFRP棒，共同展开研制与开发，针对CFRP拉索。2、GFRP棒、筋产品的相关介绍：GFRP棒、筋，凭借其价格相对低廉，以及性能相当优异，在土木行业极为有希望成为钢筋的替代物。本公司能够生产各种直径的光面连续纤维GFRP棒，自行研制并开发了带肋FRP筋的生产设备，能够满足土木工程的设计以及施工要求。GFRP棒，带肋GFRP筋，它们具有性能指标，GFRP棒性能密度为(g/cm3)2，抗拉强度有(MPa)1100，抗拉模量是(GPa)50，其直径为（mm）3.5、5、7、10、12、14，在耐久性(60℃，2个月)里，GFRP棒面对碱的情况下，强度损失率为(%)24.8，模量损失率为(%)4.7，面对酸时，强度损失率为(%)12.5，模量损失率为(%)2.7，面对盐时，强度损失率为(%)6.8，模量损失率为(%)1.9，带肋GFRP筋密度为(g/cm3)2，抗拉强度大于(MPa)700，抗拉模量是(GPa)50，直径为（mm）各种直径且直径为8mm时，其粘结性能是滑移量在1mm内，粘结应力能达到15MPa，较大粘结强度可达到20MPa，GFRP棒、筋作为土木工程结构材料，因自身模量低的不足，在设计和应用过程中会出现一些问题，比如变形过大，强度不能充分发挥。但是，它能够被应用于预应力工程里面，借此来回避其低模量这一问题，与此同时，鉴于其低模量，能够减小预应力所形成的损失。与此同时呐，鉴于GFRP筋属于非铁性材料，故而能够应用于煤矿坑道，当作临时支护以及锚固使用，如此一来可避免在其使用期间，因火花诱发安全事故；GFRP筋能够充当对电磁要求较高的设备基础的加强筋，就像核磁共振设备的基础那样；GFRP筋具备优良的耐酸、盐特性，能够作为化工厂混凝土槽里的加强筋；GFRP筋和棒凭借其低廉的价格，可用于山体以及大坝等的加固工作。3、 产品简介所涉及的对象是钢绞线－GFRP复合棒、筋，GFRP筋和棒凭借其相对较为低廉的价格这样一种情况，成为了在土木行业当中比较有可能去代替钢筋的FRP材料。然而，其存在低模量的问题，这种问题有可能致使其在使用过程当中因为变形过大进而形成设计和施工方面的问题。还存在这样的情况，虽然一些高模量混杂纤维FRP筋能够提高FRP筋材料的模量，可是与此同时却造成了FRP筋材料成本的提高。本公司所研制开发的纤维增强塑料－钢绞线复合筋，其编号为ZL2006 2 0020620.2，它是借助高强钢绞线当作芯材，借助GFRP当作外层保护层。其中，钢绞线芯材作为具备高模量的增强混杂组分，外层保护层对芯材予以保护，以此提高芯材的耐久性。

带肋钢绞线与GFRP复合筋，光面钢绞线与GFRP复合棒，其性能指标如下：筋材型号分别有带肋的SGFRP - 8、SGFRP - 10、SGFRP - 12、SGFRP - 14以及光面的SGFRP - 7；带肋的SGFRP - 8直径为8.5mm，密度是3.16g/cm³，截面积为0.56cm²，抗拉强度为707.7MPa，抗拉模量是64.0GPa，粘结强度大于15MPa；带肋的SGFRP - 10直径是10.8mm，密度为3.6g/cm³，截面积为0.91cm²，抗拉强度是1027.5MPa，抗拉模量89.0GPa；带肋的SGFRP - 12直径是12.9mm，密度为3.21g/cm³，截面积为1.31cm²，抗拉强度836.6MPa，抗拉模量65.3GPa，粘结强度大于10MPa；带肋的SGFRP - 14直径是15.1mm，密度为2.94g/cm³，截面积为1.78cm²，抗拉强度771.8MPa，抗拉模量57.9GPa；光面的SGFRP - 7直径为7.00mm，密度是3.49g/cm³，截面积为0.39cm²，抗拉强度992MPa，抗拉模量78.0GPa。主要用途是：此种复合筋具备GFRP筋无法比拟的高模量，也拥有CFRP所不具备的低价格，所以这种复合筋算是比较有可能成为土木工程用结构FRP材料。4、 用于介绍玄武岩纤维FRP棒的内容如下，玄武岩纤维是由处于高温熔融状态然后抽丝的玄武岩岩石所制成的那种纤维，据此它具备较好等级的化学稳定性和在那些酸、碱、盐情境下有着较好的耐久性，而借助连续玄武岩纤维制作构成的BFRP棒、筋能够充任一种钢筋的替换材料。性能指标方面，抗拉强度的数值为1065MPa，抗拉模量的数值是50GPa，密度的数值为2.2g/cm3，棒材直径分别有3.5mm、5mm、7mm、10mm、12mm以及14mm。主要用途上，玄武岩纤维FRP棒和筋的力学性能跟GFRP棒和筋的力学性能差不多，鉴于玄武岩纤维自身耐碱性良好的特性，这种FRP棒和筋能够应用于任何土木工程结构当中，特别是在化学腐蚀较为严重的环境里，比如在湿热混凝土中当作加强筋来使用。5、 连续纤维增强热塑性的FRP，业内称FRTP筋，是一种把热塑性树脂也就是俗称的塑料，与热固性FRP的生产工艺相融合的新型FRP筋，它借助挤出工艺、拉挤工艺以及缠绕工艺，将连续增强纤维和热塑性树脂基体复合到一起，这就是有着热塑性的FRP棒、筋产品简介。它有着强度颇高的优点，其韧性也良好，能够进行二次成型，还具备可焊接的特性，并且与混凝土粘结状况良好；与此同时，它有着生产成本较为低廉的优势，具体所指为生产热固性FRP筋成本的三分之一至二分之一，在生产的过程当中没有刺激性气味，不存在污染现象，还具备能够回收再利用等良好的社会效益。因为采用了热塑性树脂当作基体，所以FRTP筋在成型之后能够二次加热，之后冷却成为不同形状的弯筋以及箍筋等。如同热固性FRP筋一样，是钢材的理想替代材料。

FRTP螺纹筋，还有FRTP螺纹筋以及光面筋，其主要性能指标包括，直径（mm），表面形式，密度（g/cm3），抗拉强度（MPa），弹性模量（GPa），简支梁冲击强度（J/cm2），吸水率（%），分别为7、8、10，光面、带肋，1.8至2.2，700到902，35至41，53至62.4。