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玄武岩纤维增强复合材料及其界面研究进展冰 王希俊 韩振华 尹婷婷 上海建工集团工程研究总院 上海 201114 摘要：介绍了玄武岩纤维增强复合材料 (BFRP)及其界面的研究现状 ，探讨了目前对界面研究的不同改性方式。并对 不同改性方式对提高纤维与树脂两者之间结合强度的有效性进行了分析，通过对 目前BFRP界面研究的总结，提出了对 未来研究的展望。 关键词：建筑材料 玄武岩纤维 玄武岩纤维增强复合材料 界面 力学性能 中图分类号：TU531 文献标志码：B DOI：1014144／j．cnki．jzsg．2015．05．026 ResearchProgressofBasaltFiberReinforced PolymeranditsInterface★ WANGXijun HANZhenhua YINTingting EngineedngGeneralInstituteofShanghaiConstructionGroup Shanghai 201114 0 引言 BF最初作为一种高新纤维 ，主要应用于航空航天领 纤维增强复合材料 (Fiber-ReinforcedPolymer，简称 域。后来 由于技术进步、应用研究领域进一步扩大，目前 FRP)是单向纤维或者纤维布与树脂复合而成的一种材 BF及BFRP的民用主要集中在对建筑材料、构件的增强及建 料。FRP与传统的钢、铝等金属材料相比，具有高强重 筑的修复方面。在木结构中的应用方面，北京林业大学致 比、拉伸模量比和低热膨胀系数等优越性能…。对FRP常 力于研究BFRP增强结构用集成材 (胶合木 )，在胶合、增 用纤维中的玄武岩纤维 (BF)及玄武岩纤维增强复合材料 强工艺及力学方面有了较大进展。其他研究单位也在BFRP (BFRP)的研究与应用尚处于探索阶段。但BF以价格低 增强木梁、连接节点、固件的修复方面进行了研究，并取 廉，力学性能优异吸引了工程材料研究人员的目光。 得了一定的成果。可以预见，一旦BFRP增强技术成熟，其 BF是 以玄武岩为原料，通过高温熔融、高速拉直而 在木结构中的应用将得到广泛的应用。 成，与玻璃纤维 (GF)制造工艺相似。BF的主要成分是氧 化硅、氧化铝、氧化铁、氧化亚铁、氧化钙、氧化镁等2】『。 1 BFRP性能 BF与GF相比，不仅具有更好的耐酸碱性 、恶劣环境适应 BFRP~纤维与树脂的复合，其性能是由两者的性能及 性 ，而且拉伸强度、弹性模量也基本相似，因此在FRP中 结合强度决定的。南京某公司生产的乙烯酯基BFRP拉伸强 可以用BF代替GF，使部分力学性能更优异。在价格方面， 度为934MPa，而环氧树脂基BFRP拉伸强度为1202MPa， BF与GF差不多，但与碳纤维 (CF)相比具有绝对的优势 树脂基体不同，BFRP力学性能也会有差异。有研究表明， (表1) 以环氧树脂为基体时，BFRP的力学性能要优于GFRPpl， 并且在材料耐久性研究中，通过冻融实验，BFRP、GFRP 表1纤维的性质及价格 力学性能得到很好的保持，而CFRP的强度与弹性模量分别 纤维 密度／单纤维 空隙率， 抗拉断裂 价格／ 下降16％与18％。 类别 (g · 的直径／ (cm。· 熔点／℃ 强度／MPa (美元 · cm一。) Um g ) kg 但是研究发现BFRP同样也存在很多问题，例如南京 CF 1．6～2O 12 OO5 0．1 3600