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碳纤维. 土木工程新型材料 制作小组： 邵 亮 徐海涛 马 任 孔 岳. 碳纤维. 1.1 概述 1.2 碳纤维的生产工艺 1.3 碳纤维的性能指标 1.3.1 碳纤维的强度 1.3.2 碳纤维的弹性模量 1.3.3 碳纤维的断裂伸长 1.4 碳纤维的应用 1.5 碳纤维的缺点. 1.1 概述.
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碳纤维 土木工程新型材料 制作小组：邵 亮 徐海涛 马 任 孔 岳
碳纤维 • 1.1 概述 • 1.2 碳纤维的生产工艺 • 1.3 碳纤维的性能指标 • 1.3.1 碳纤维的强度 • 1.3.2 碳纤维的弹性模量 • 1.3.3 碳纤维的断裂伸长 • 1.4 碳纤维的应用 • 1.5 碳纤维的缺点
1.1概述 • 碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MPa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000MPa亦高于钢。 由于它强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料.不少人预料，人类在材料应用上正从钢铁时代进入到一个碳纤维的时代。
1.1.1 碳纤维的分类 按状态分为长丝、短纤维和短切纤维； • 按力学性能分为通用型和高性能型 。 • 通用型碳纤维强度为1000兆帕（MPa）、模量为100GPa左右。 • 高性能型碳纤维又分为高强型（强度2000MPa、模量250GPa）和高模型（模量300GPa以上）。强度大于4000MPa的又称为超高强型；模量大于450GPa的称为超高模型
1.2 碳纤维的生产工艺 • 目前，人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳 纤维，只能采用一些含碳的有机纤维（如尼龙丝 、腈纶丝、人造丝等）做原料，将有机纤维跟塑 料树脂结合在一起，放在稀有气体的气氛中，在 一定压强下强热炭化而成
1.3 碳纤维的性能指标 1.3.1 碳纤维的强度 • 一般抗拉强度都在3500 MPa 以上 1.3.2 碳纤维的弹性模量 • 弹模在230000 MPa 以上 1.3.3 碳纤维的断裂伸长率 • 伸长率在1.4%以上
1.4 碳纤维的应用 • 碳纤维成品在土木工程中应用主要有纤维布、纤维板、棒材、型材、短纤维等，各有不同的使用范围，而当前加固工程中用量最大和最普遍的还是碳纤维布(片)，碳纤维布常用的规格是200g/m2和300g/m2，厚度分别是0.111mm和0.167mm；碳纤维复合板厚度一般为1.2~1.4mm，由3~4层碳纤布经过树脂浸渍固化而成，主要用于梁、板的加固，用纤维板加固的结构，外形规整，施工简便，但原材单价较高，国内使用尚不普及。
1.5 碳纤维的缺点 碳纤维整体上无疑是一种轻质高强性能优异的新兴建材，但也有其自身的特点或缺点，碳纤维的抗剪强度很低，延伸率小，还不到一般钢材的1/10，应力应变关系曲线近乎直线，没有塑性平台，从这个意义上，碳纤维是一种脆性材料，在设计和构造上应予注意；用于普通钢筋混凝土结构受弯构件中，受极限应变0.01的限制，实际可采用的设计强度还不到其极限强度的70%，颇有大材小用之感，或者用作预应力筋或斜拉桥的拉索，才能充分发挥碳纤维的抗拉性能，但这已是另外一个的应用领域了。
