纖維增強復合材料在土木工程中的應用與發展

閆清峰，張紀剛,2*

(1.青島理工大學土木工程學院，青島 266033；2.山東省高等學校藍色經濟區工程建設與安全協同創新中心，青島 266033)

纖維增強復合材料(fiber reinforced polymer，FRP)是由纖維材料做增強體，與基體材料按照一定的比例混合后形成的高性能復合材料，自20世紀40年代問世以來，憑借其輕質高強、耐腐蝕、耐久性好、機械強度高等優良的性能，廣泛應用于車輛、機械化工、航空航天以及生物醫藥等諸多領域[1-3]，近年來，FRP因其適應現代結構發展的方向(大跨、高層、輕質),被廣泛應用于修復加固工程、橋梁工程、海洋工程、巖土工程以及各類民用建筑中，受到土木工程界的廣泛關注[4-7]。

FRP的研究、開發和應用在歐美等發達國家已成為十分活躍的領域，今后也將給中國建筑經濟領域帶來不可忽視的綜合效益[8]。為此，總結了中外關于FRP在土木工程領域的研究進展，重點討論了FRP材料本身以及FRP與其他材料相結合時的性能表現，為FRP的科學研究與工程應用提供參考意見。

1 典型的FRP材料

FRP是由纖維材料和基體材料復合而成的，其材料性能與鋼材、混凝土等傳統結構的材料性能有很大差異。在土木工程中常用的纖維材料主要有碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維和芳綸纖維，與之相對應的復合材料分別稱為碳纖維增強復合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)、玻璃纖維增強復合材料(glass fiber reinforced polymer,GFRP)、玄武巖纖維增強復合材料(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)和芳綸纖維增強復合材料(aramid fiber reinforced polymer,AFRP)[9]。最常用的基體材料為熱固性樹脂基體，主要包括環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯樹脂和酚醛樹脂等。……