PART 2—MATERIALSCHAPTER 4—CONSTITUE

PART 2—MATERIALS
CHAPTER 4—CONSTITUENT
MATERIALS AND PROPERTIES
The physical and mechanical properties of FRP materials
presented in this chapter explain the behavior and properties
affecting their use in concrete structures. The effects of
factors such as loading history and duration, temperature,
and moisture on the properties of FRP are discussed.
FRP strengthening systems come in a variety of forms
(wet layup, prepreg, and precured). Factors such as fiber
volume, type of fiber, type of resin, fiber orientation,
dimensional effects, and quality control during manufacturing
all play a role in establishing the characteristics of an FRP
material. The material characteristics described in this
chapter are generic and do not apply to all commercially
available products. Standard test methods are being developed
by several organizations, including ASTM, ACI, and CSA,
to characterize certain FRP products. In the interim, however,
the licensed design professional is encouraged to consult
with the FRP system manufacturer to obtain the relevant
characteristics for a specific product and the applicability of
those characteristics.
4.1—Constituent materials
The constituent materials used in commercially available
FRP repair systems, including all resins, primers, putties,
saturants, adhesives, and fibers, have been developed for the
strengthening of structural concrete members based on
materials and structural testing.
4.1.1 Resins—A wide range of polymeric resins, including
primers, putty fillers, saturants, and adhesives, are used with
FRP systems. Commonly used resin types, including epoxy,
vinyl esters, and polyesters, have been formulated for use in
a wide range of environmental conditions. FRP system
manufacturers use resins that have:
• Compatibility with and adhesion to the concrete
substrate;
• Compatibility with and adhesion to the FRP composite
system;
• Resistance to environmental effects, including but not
limited to moisture, salt water, temperature extremes, and
chemicals normally associated with exposed concrete;
• Filling ability;
• Workability;
• Pot life consistent with the application; and
• Compatibility with and adhesion to the reinforcing
fiber; and
• Development of appropriate mechanical properties for
the FRP composite.
4.1.1.1 Primer—Primer is used to penetrate the surface
of the concrete, providing an improved adhesive bond for the
saturating resin or adhesive.
4.1.1.2 Putty fillers—Putty is used to fill small surface
voids in the substrate, such as bug holes, and to provide a
smooth surface to which the FRP system can bond. Filled
surface voids also prevent bubbles from forming during
curing of the saturating resin.
4.1.1.3 Saturating resin—Saturating resin is used to
impregnate the reinforcing fibers, fix them in place, and
provide a shear load path to effectively transfer load between
fibers. The saturating resin also serves as the adhesive for
wet layup systems, providing a shear load path between the
previously primed concrete substrate and the FRP system
440.2R-12 ACI COMMITTEE REPORT
4.1.1.4 Adhesives—Adhesives are used to bond precured
FRP laminate and NSM systems to the concrete substrate. The
adhesive provides a shear load path between the concrete
substrate and the FRP reinforcing system. Adhesives are also
used to bond together multiple layers of precured FRP laminates.
4.1.2 Fibers—Continuous glass, aramid, and carbon fibers
are common reinforcements used with FRP systems. The
fibers give the FRP system its strength and stiffness. Typical
ranges of the tensile properties of fibers are given in
Appendix A. A more detailed description of fibers is given
in ACI 440R.
4.1.3 Protective coatings—The protective coating protects
the bonded FRP reinforcement from potentially damaging
environmental and mechanical effects. Coatings are typically
applied to the exterior surface of the cured FRP system after
the adhesive or saturating resin has cured. The protection
systems are available in a variety of forms. These include:
• Polymer coatings that are generally epoxy or polyurethanes;
• Acrylic coatings that can be either straight acrylic
systems or acrylic cement-based systems. The acrylic
systems can also come in different textures;
• Cementitious systems that may require roughening of
the FRP surface (such as broadcasting sand into wet
resin) and can be installed in the same manner as they
would be installed on a concrete surface; and
• Intumescent coatings that are polymer-based coatings
used to control flame spread and smoke generation per
code requirements.
There are several reasons why protection systems are used
to protect FRP systems that have been installed on concrete
surfaces. These include:
• Ultraviolet light protection—The epoxy used as part of
the FRP strengthening system will be affected over
time by exposure to ultraviolet light. There are a
number of available methods used to protect the system
from ultraviolet light. These include: acrylic coatings,
cementitious surfacing, aliphatic polyurethane coatings,
and others. Certain types of vinylester resins have
higher ultraviolet light durability than epoxy resins;
• Fire protection—Fire protection systems are discussed
in Sections 1.3.2 and 9.2.1;
• Vandalism—Protective systems that are to resist
vandalism should be hard and durable. There are different
levels of vandalism protection from polyurethane coatings
that will resist cutting and scraping to cementitious
overlays that provide much more protection;
• Impact, abrasion, and wear—Protection systems for
impact, abrasion, and wear are similar to those used for
vandalism protection; however, abrasion and wear are
different than vandalism in that they result from
continuous exposure rather than a one-time event, and
their protection systems are usually chosen for their
hardness and durability;
• Aesthetics—Protective topcoats may be used to conceal
the FRP system. These may be acrylic latex coatings
that are gray in color to match bare concrete, or they
may be various other colors and textures to match the
existing structure;
• Chemical resistance—Exposure to harsh chemicals,
such as strong acids, may damage the FRP system. In
such environments, coatings with better chemical
resistance, such as urethanes and novolac epoxies, may
be used; and
• Submersion in potable water—In applications where
the FRP system is to be submerged in potable water, the
FRP system may leach compounds into the water
supply. Protective coatings that do not leach harmful
chemicals into the water may be used as a barrier
between the FRP system and the potable water supply.
4.2—Physical properties
4.2.1 Density—FRP materials have densities ranging from
75 to 130 lb/ft3 (1.2 to 2.1 g/cm3), which is four to six times
lower than that of steel (Table 4.1). The reduced density
leads to lower transportation costs, reduces added dead load
on the structure, and can ease handling of the materials on
the project site.
4.2.2 Coefficient of thermal expansion—The coefficients
of thermal expansion of unidirectional FRP materials differ
in the longitudinal and transverse directions, depending on
the types of fiber, resin, and volume fraction of fiber. Table 4.2
lists the longitudinal and transverse coefficients of thermal
expansion for typical unidirectional FRP materials. Note that
a negative coefficient of thermal expansion indicates that the
material contracts with increased temperature and expands
with decreased temperature. For reference, concrete has a
coefficient of thermal expansion that varies from 4 × 10–6 to
6 × 10–6/°F (7 × 10–6 to 11 × 10–6/°C), and is usually assumed
to be isotropic (Mindess and Young 1981). Steel has an
isotropic coefficient of thermal expansion of 6.5 × 10–6/°F
(11.7 × 10–6/°C). See Section 9.3.1 for design considerations
regarding thermal expansion.
4.2.3 Effects of high temperatures—Beyond the Tg, the
elastic modulus of a polymer is significantly reduced due to
changes in its molecular structure. The value of Tg depends
on the type of resin but is normally in the region of 140 to
180 °F (60 to 82 °C). In an FRP composite material, the
fibers, which exhibit better thermal properties than the resin,
can continue to support some load in the longitudinal direction
Table 4.1—Typical densities of FRP materials,
lb/ft3 (g/cm3)
Steel GFRP CFRP AFRP
490 (7.9) 75 to 130 (1.2 to 2.1) 90 to 100 (1.5 to 1.6) 75 to 90 (1.2 to 1.5)
Table 4.2—Typical coefficients of thermal
expansion for FRP materials*
Direction
Coefficient of thermal expansion, × 10–6/°F (× 10–6/°C)
GFRP CFRP AFRP
Longitudinal, αL
3.3 to 5.6
(6 to 10)
–0.6 to 0
(–1 to 0)
–3.3 to –1.1
(–6 to –2)
Longitudinal, αT
10.4 to 12.6
(19 to 23)
12 to 27
(22 to 50)
33 to 44
(60 to 80)
*Typical values for fiber-volume fractions ranging from 0.5 to 0.7.
DESIGN AND CONSTRUCTION OF EXTERNALLY BONDED FRP SYSTEMS 440.2R-13
until the temperature threshold of the fibers is reached. This
can occur at temperatures exceeding 1800 °F (1000 °C) for
carbon fibers, and 350 °F (175 °C) for aramid fibers. Glass
fibers are capable of resisting temperatures in excess of 530 °F
(275 °C). Due to a reduction in force transfer between fibers
through bond to the resin, however, the tensile properties of the
overall composite are reduced. Test results have indicated
that temperatures of 480 °F (250 °C), much higher than the
resin Tg, will reduce the tensile strength of GFRP and CFRP
materials in excess of 20% (Kumahara et al. 1993). Other
properties affected by the shear transfer through the resin,
such as bending strength, are reduced significantly at lower
temperatures (Wang and Evans 1995).
For bond-critical applications of FRP systems, the properties
of the polymer at the fiber-concrete interface are essential in
maintaining the bond between FRP and concrete. At a
temperature close to its Tg, however, the mechanical properties
of the polymer are significantly reduced, and the polymer
begins to lose its

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ส่วนที่ 2 คือวัสดุบทที่ 4 — วิภาควัสดุและคุณสมบัติคุณสมบัติทางกายภาพ และทางกลของวัสดุ FRPนำเสนอในบทนี้อธิบายลักษณะและคุณสมบัติส่งผลกระทบต่อการใช้ในโครงสร้างคอนกรีต ผลกระทบของปัจจัยเช่นโหลดประวัติ และระยะเวลา อุณหภูมิและความชื้นในคุณสมบัติของ FRP กล่าวถึงระบบ FRP เข้มแข็งมาในหลากหลายรูปแบบ(เปียก layup, prepreg และ precured) ปัจจัยต่าง ๆ เช่นเส้นใยเสียง ชนิดของเส้นใย ชนิดของเรซิน เส้นใยแนวมิติผล และการควบคุมคุณภาพระหว่างการผลิตทั้งหมดมีบทบาทในการสร้างลักษณะของ FRPวัสดุ ลักษณะวัสดุที่อธิบายไว้ในนี้บทจะทั่วไป และไม่ใช้กับทั้งหมดในเชิงพาณิชย์ผลิตภัณฑ์พร้อมใช้งาน มีการพัฒนาวิธีการทดสอบมาตรฐานโดยหน่วยงานต่าง ๆ ASTM เธอ และ CSAการกำหนดลักษณะผลิตภัณฑ์ FRP บาง ในระหว่างกาล อย่างไรก็ตามผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบที่ได้รับใบอนุญาตเป็นให้ปรึกษาผู้ผลิตระบบ FRP เพื่อขอรับเกี่ยวข้องลักษณะผลิตภัณฑ์ที่เฉพาะเจาะจงและความเกี่ยวข้องของของลักษณะดังกล่าว4.1 ซึ่งส่วนประกอบต่าง ๆ ของวัสดุส่วนประกอบต่าง ๆ ของวัสดุที่ใช้ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ระบบซ่อมแซม FRP รวมทั้งหมดเรซิ่น สังกะสี วัสดุ puttiessaturants กาว และเส้น ใย ได้ถูกพัฒนาขึ้นสำหรับการของโครงสร้างคอนกรีตสมาชิกตามวัสดุและการทดสอบโครงสร้าง4.1.1 เรซิ่น – หลากหลายชนิดเรซิ่น รวมทั้งใช้ไพรเมอร์ putty fillers, saturants และผลิตภัณฑ์ติด ยึดระบบ FRP ใช้เรซิ่นชนิด รวมถึงอีพ๊อกซี่ไวนิล esters และ polyesters ได้แล้วเหมาะสำหรับใช้ในความหลากหลายของสภาพแวดล้อม ระบบ FRPผู้ผลิตใช้เรซิ่นที่มี:•เข้ากันได้กับและยึดเกาะคอนกรีตพื้นผิว•เข้ากันได้กับและยึดติดกับคอมโพสิต FRPระบบ•ทนทานต่อผลกระทบสิ่งแวดล้อม รวมทั้งแต่ไม่จำกัดความชื้น น้ำเค็ม อุณหภูมิสุด ขั้ว และงานคอนกรีตสัมผัส สารเคมี•ไส้สามารถ•เท•หม้อชีวิตสอดคล้องกับแอพลิเคชัน และ•เข้ากันได้กับและเสริมการยึดเกาะไฟเบอร์ และ•พัฒนาคุณสมบัติทางกลที่เหมาะสมสำหรับคอมโพสิต FRP4.1.1.1 พื้นซึ่งพื้นจะใช้เจาะพื้นผิวของคอนกรีต ให้กาวพันธบัตรปรับปรุงสำหรับการsaturating เรซินหรือกาว4.1.1.2 putty fillers — ใช้ Putty ประจุพื้นผิวขนาดเล็กvoids ในพื้นผิว เช่นปัญหาหลุม และ เพื่อให้การผิวเรียบที่สามารถตราสารหนี้ระบบ FRP กรอกข้อมูลvoids ผิวยังป้องกันไม่ให้ฟองอากาศขึ้นระหว่างบ่มของเรซิน saturating4.1.1.3 saturating ยาง — Saturating เรซิ่นจะใช้impregnate เสริมเส้นใย แก้ไขปัญหาในสถานที่ และให้เส้นโหลดแรงเฉือนมีประสิทธิภาพถ่ายโอนโหลดระหว่างเส้นใย ยาง saturating ยังทำหน้าที่เป็นกาวสำหรับเปียก layup ระบบ ให้เส้นโหลดแรงเฉือนระหว่างการก่อนหน้านี้ งเยียพื้นผิวคอนกรีตและระบบ FRP440.2R-รายงานของคณะกรรมการมา 124.1.1.4 กาวเช่นกาวที่ใช้พันธบัตร precuredลามิเนต FRP และ NSM ระบบพื้นผิวคอนกรีต ที่กาวให้เส้นโหลดแรงเฉือนระหว่างคอนกรีตพื้นผิวและการเสริมระบบ FRP กาวยังมีใช้พันธบัตรลามิเนต FRP precured หลายชั้นเข้าด้วยกัน4.1.2 เส้นใยแบบต่อเนื่องแก้ว aramid และเส้นใยคาร์บอนจะเพิ่มกำลังทั่วไปใช้กับระบบ FRP ที่เส้นใยให้ระบบ FRP แข็งและตึง โดยทั่วไปช่วงของคุณสมบัติแรงดึงของเส้นใยได้ในภาคผนวกเอ คำอธิบายรายละเอียดของเส้นใยได้ในมา 440R4.1.3 เคลือบป้องกัน — ปกป้องเคลือบป้องกันเสริม FRP ผูกอาจเสียหายผลกระทบสิ่งแวดล้อม และเครื่องจักรกล ไม้แปรรูปโดยทั่วไปมีใช้กับพื้นผิวภายนอกของระบบ FRP หายหลังจากมีรักษากาวหรือเรซิ่น saturating การคุ้มครองระบบมีหลากหลายรูปแบบ เหล่านี้รวมถึง:•เคลือบพอลิเมอร์ที่เป็นอีพ๊อกซี่หรือประจำภูมิ•เคลือบอะครีลิคมีอะครีลิคแบบตรงระบบหรือระบบที่ใช้ปูนซีเมนต์อะครีลิค อะครีลิคระบบสามารถเข้ามายังพื้นผิวที่แตกต่างกัน•ระบบซีเมนต์ซึ่งอาจทำให้ roughening ของพื้นผิวของ FRP (เช่นทรายออกอากาศลงในน้ำเรซิน) และสามารถติดตั้งในรูปแบบเดียวกับพวกเขาจะติดตั้งบนพื้นผิวคอนกรีต และ•เคลือบ intumescent ที่เคลือบพอลิเมอร์ตามใช้ในการควบคุมการแพร่กระจายของเปลวไฟ และควันรุ่นต่อต้องมีรหัสมีหลายเหตุผลที่ทำไมใช้ระบบป้องกันการป้องกันระบบ FRP ที่มีการติดตั้งบนคอนกรีตพื้นผิว เหล่านี้รวมถึง:•รังสีอัลตราไวโอเลตแสงป้องกันเช่นอีพ็อกซี่ที่ใช้เป็นส่วนหนึ่งของFRP เพิ่มระบบจะได้รับผลกระทบมากกว่าเวลาจากการสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต มีการจำนวนวิธีใช้ในการป้องกันระบบจากรังสีอัลตราไวโอเลต เหล่านี้รวมถึง: เคลือบอะครีลิคซ่อมแซมผิวหน้าซีเมนต์ aliphatic เคลือบโพลียูรีและผู้อื่น มีบางชนิดของเรซิ่น vinylesterทนทานแสงรังสีอัลตราไวโอเลตสูงกว่าเรซิ่นอีพ๊อกซี่•เพลิง — มีการกล่าวถึงระบบป้องกันอัคคีภัยในส่วน 1.3.2 และ 9.2.1•กวนคือระบบป้องกันที่จะต่อต้านป่าเถื่อนควรจะหนัก และทนทาน มีแตกต่างกันระดับของการป้องกันการก่อกวนจากเคลือบโพลียูรีที่จะต่อต้านการตัด และ scraping การหดซ้อนทับที่ป้องมาก•ผลกระทบ รอยขีดข่วน และเครื่องแต่งกาย — ระบบป้องกันสำหรับผลกระทบ รอยขีดข่วน และเครื่องแต่งกายจะเหมือนกับที่ใช้สำหรับการป้องกันการก่อกวน อย่างไรก็ตาม รอยขีดข่วนและสวมใส่ได้แตกต่างจากการก่อกวนในที่พวกเขาเป็นผลจากถ่ายภาพต่อเนื่องมากกว่าเหตุการณ์เพียงครั้งเดียว และโดยปกติจะเลือกระบบการป้องกันของพวกเขาความแข็งและความทนทาน•ความสวยงามโดยอาจใช้ระบบป้องกันการปกปิดระบบ FRP เหล่านี้อาจเป็นยางเคลือบอะครีลิคที่มีสีเทาสีให้ตรงกับคอนกรีตเปลือยอาจมีหลายสีและพื้นผิวให้ตรงกับอื่น ๆโครงสร้างที่มีอยู่•ทนต่อสารเคมี – สัมผัสกับสารเคมีที่รุนแรงเช่นกรดแรง อาจเสียระบบ FRP ในเช่นสภาพแวดล้อม การเคลือบผิว ด้วยสารเคมีดีกว่าต้านทาน urethanes และ novolac epoxies อาจใช้ และSubmersion •น้ำที่ใช้กันในโปรแกรมประยุกต์ที่ระบบ FRP จะได้จมอยู่ในน้ำใช้ การระบบ FRP อาจ leach สารประกอบในน้ำจัดหา เคลือบป้องกันที่ไม่ leach อันตรายอาจใช้สารเคมีในน้ำเป็นอุปสรรคระหว่างระบบ FRP และน้ำประปาใช้4.2 ซึ่งคุณสมบัติทางกายภาพ4.2.1 ความหนาแน่นคือวัสดุ FRP มีตั้งแต่ความหนาแน่น75 ไป 130 ปอนด์/ft3 (1.2 การ 2.1 g/cm3), ซึ่งเป็นสี่ถึงหกเท่าต่ำกว่าเหล็ก (ตาราง 4.1) ความหนาแน่นลดลงนำไปสู่ลดต้นทุนการขนส่ง ลดโหลดตายเพิ่มโครงสร้าง และสามารถจัดการวัตถุดิบในเว็บไซต์โครงการ4.2.2 สัมประสิทธิ์ของการขยายคือสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวของวัสดุ FRP ทิศทางแตกต่างกันในระยะยาว และ transverse ด้าน ขึ้นอยู่กับชนิดของเศษไฟเบอร์ เรซิ่น และปริมาณของเส้นใย ตาราง 4.2แสดงสัมประสิทธิ์ความร้อนระยะยาว และ transverseขยายวัสดุ FRP ทิศทางทั่วไป หมายเหตุว่าหมายถึงสัมประสิทธิ์ค่าลบของการขยายตัวสัญญากับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น และขยายมีอุณหภูมิลดลง สำหรับการอ้างอิง คอนกรีตมีการสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวที่แตกต่างกันไปจาก 4 × 10-6 การ6 × 10-6 / ° F (7 × 10-6 ถึง 11 × 10-6 / ° C), และมักจะสันนิษฐานเป็น isotropic (Mindess และหนุ่ม 1981) เหล็กมีการisotropic สัมประสิทธิ์ของการขยายตัวของ 6.5 × 10-6 / ° F(11.7 × 10-6 / ° C) ดูหัวข้อ 9.3.1 การพิจารณาออกแบบเกี่ยวกับการขยายตัว4.2.3 ผลของอุณหภูมิสูงซึ่งนอกเหนือจาก Tg การโมดูลัสยืดหยุ่นของพอลิเมอร์จะลดลงอย่างมากเนื่องการเปลี่ยนแปลงในโครงสร้างของโมเลกุล ขึ้นอยู่กับค่าของ Tgในชนิดของเรซิ่นแต่เป็นปกติในภูมิภาค 140 ไป180 ° F (60-82 ° C) ในตัว FRP ประกอบ การเส้นใย ซึ่งแสดงคุณสมบัติความร้อนดีกว่ายางไม้สามารถดำเนินต่อเพื่อสนับสนุนการโหลดบางทิศทางระยะยาวตาราง 4.1 ซึ่งโดยทั่วไปความหนาแน่นของวัสดุ FRPปอนด์/ft3 (g/cm3)เหล็กคาร์บอน GFRP AFRP490 (7.9) 75 ไป 130 (1.2-2.1) 90 กับ 100 (1.5-1.6) 75 ถึง 90 (1.2-1.5)ตาราง 4.2 คือสัมประสิทธิ์ความร้อนทั่วไปขยายสำหรับวัสดุ FRP *ทิศทางสัมประสิทธิ์ของการขยายตัว ซื้อ 10 – 6 / ° F (× 10-6 / ° C)GFRP คาร์บอน AFRPระยะยาว αL3.3-5.6(6-10)–0.6 0(– 1 เป็น 0)–3.3 กับ –1.1(–6 -–2)ระยะยาว αT10.4-12.6(19-23)12-27(22-50)33-44(60-80)* ค่าโดยทั่วไปสำหรับปริมาณเส้นใยเศษตั้งแต่ 0.5 ถึง 0.7ออกแบบและก่อสร้างภายนอกถูกผูกมัดระบบ FRP 440.2R-13จนถึงขีดจำกัดอุณหภูมิของเส้นใย นี้สามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิเกิน 1800 ° F (1000 ° C) สำหรับเส้นใยคาร์บอน และ 350 ° F (175 ° C) สำหรับเส้นใย aramid แก้วเส้นใยที่มีความสามารถในการ resisting อุณหภูมิเกินกว่า 530 ° F(275 ° C) เนื่องจากการลดแรงการโอนย้ายระหว่างเส้นใยผ่านตราสารหนี้กับเรซิน ไร คุณสมบัติของแรงดึงส่วนประกอบโดยรวมจะลดลง ผลการทดสอบได้แสดงให้เห็นที่อุณหภูมิ 480 ° F (250 ° C), สูงกว่าresin Tg ลดแรง GFRP และคาร์บอนวัสดุเกินกว่า 20% (Kumahara et al. 1993) อื่น ๆคุณสมบัติที่ได้รับผลกระทบ โดยแรงเฉือนโอนย้ายผ่านเรซินเช่นแรงดัด จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญที่ต่ำอุณหภูมิ (วังและอีวานส์ 1995)สำหรับพันธบัตรที่สำคัญของระบบ FRP คุณสมบัติของพอลิเมอร์ที่อินเทอร์เฟซสำหรับคอนกรีตไฟเบอร์มีความสำคัญในรักษาความผูกพันระหว่างคอนกรีตและ FRP ที่เป็นอุณหภูมิใกล้ของ Tg ไร คุณสมบัติทางกลของพอลิเมอร์มีอย่างมีนัยสำคัญลดลง และพอลิเมอร์เริ่มที่จะสูญเสียความ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ส่วนที่ 2 วัสดุ
บทที่ 4-ส่วนประกอบ
วัสดุและคุณสมบัติ
ทางกายภาพและทางกลของวัสดุไฟเบอร์กลาส
ที่นำเสนอในบทนี้อธิบายพฤติกรรมและคุณสมบัติ
ที่มีผลต่อการใช้งานของพวกเขาในโครงสร้างคอนกรีต ผลของ
ปัจจัยต่าง ๆ เช่นประวัติศาสตร์การโหลดและระยะเวลาอุณหภูมิ
และความชื้นต่อคุณสมบัติของไฟเบอร์กลาสจะกล่าวถึง
การเสริมสร้างระบบ FRP มาในหลากหลายรูปแบบ
(layup เปียกพรีเพและ precured) ปัจจัยต่างๆเช่นใย
ปริมาณชนิดของเส้นใยประเภทของเรซินปฐมนิเทศเส้นใย
ผลมิติและการควบคุมคุณภาพในระหว่างการผลิต
ทั้งหมดมีบทบาทในการสร้างลักษณะของไฟเบอร์กลาส
วัสดุ ลักษณะวัสดุที่อธิบายไว้ใน
บททั่วไปและไม่ได้นำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ทุก
ผลิตภัณฑ์ที่มีอยู่ วิธีการทดสอบมาตรฐานที่ถูกพัฒนา
โดยหลายองค์กรรวมทั้ง ASTM, ACI และ CSA,
ลักษณะผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์กลาสบางอย่าง ในระหว่างนั้น แต่
ออกแบบมืออาชีพที่ได้รับอนุญาตได้รับการสนับสนุนเพื่อให้คำปรึกษา
กับผู้ผลิตระบบไฟเบอร์กลาสที่จะได้รับที่เกี่ยวข้อง
ลักษณะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่เฉพาะเจาะจงและการบังคับใช้ของ
ลักษณะเหล่านั้น
วัสดุ 4.1 ร่างรัฐธรรมนูญ
วัสดุที่เป็นส่วนประกอบที่ใช้ในการใช้ในเชิงพาณิชย์
ระบบการซ่อมแซมไฟเบอร์กลาส, รวมทั้งเม็ดทุกไพรเมอร์, ฟิ
saturants กาวและเส้นใยได้รับการพัฒนาเพื่อ
เสริมสร้างความเข้มแข็งของสมาชิกในโครงสร้างคอนกรีตขึ้นอยู่กับ
วัสดุและการทดสอบโครงสร้าง
4.1.1 เรซิน-หลากหลายของเม็ดพลาสติกพอลิเมอรวมทั้ง
ไพรเมอร์, ฟิลเลอร์ฉาบ, saturants และกาวจะใช้กับ
ระบบ FRP ที่ใช้กันทั่วไปประเภทเรซินรวมทั้งอีพ็อกซี่
เอสเทอไวนิลและโพลีเอสเตอร์ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อใช้งานใน
หลากหลายของสภาพแวดล้อม ระบบไฟเบอร์กลาส
ผู้ผลิตใช้เรซิ่นที่มี:
•ความเข้ากันได้กับและการยึดเกาะกับคอนกรีต
พื้นผิว;
•ความเข้ากันได้กับและการยึดเกาะที่ประกอบ FRP
ระบบ
•ความต้านทานต่อผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมรวมถึง แต่ไม่
จำกัด ความชื้น, น้ำ, เกลือ, อุณหภูมิและ
สารเคมี ปกติที่เกี่ยวข้องกับคอนกรีตสัมผัส;
•บรรจุความสามารถ;
•สามารถทำงานได้;
ชีวิต•หม้อสอดคล้องกับโปรแกรมนั้น และ
•สามารถทำงานร่วมกับและการยึดเกาะที่จะเสริม
เส้นใย และ
•การพัฒนาคุณสมบัติทางกลที่เหมาะสมสำหรับ
ไฟเบอร์กลาสคอมโพสิต
4.1.1.1 ศึกษาประถมศึกษา-ถูกนำมาใช้ในการเจาะพื้นผิว
ของคอนกรีตให้พันธบัตรกาวที่ดีขึ้นสำหรับ
เรซิน saturating หรือกาว
4.1.1.2 Putty Putty ฟิลเลอร์ที่ใช้ในการ เติมเต็มผิวที่มีขนาดเล็ก
ช่องว่างในพื้นผิวเช่นหลุมข้อผิดพลาดและเพื่อให้
พื้นผิวเรียบที่ระบบไฟเบอร์กลาสสามารถผูกพัน ที่เต็มไปด้วย
ช่องว่างพื้นผิวยังป้องกันฟองอากาศจากการขึ้นรูปในระหว่าง
การรักษาของเรซินอิ่มตัว
4.1.1.3 Saturating เรซินอิ่มตัวเรซินจะใช้ในการ
ทำให้ชุ่มเส้นใยเสริมแรง, แก้ไขพวกเขาในสถานที่และ
ให้เส้นทางโหลดเฉือนได้อย่างมีประสิทธิภาพในการถ่ายโอนโหลดระหว่าง
เส้นใย เรซินอิ่มตัวยังทำหน้าที่เป็นกาวสำหรับ
ระบบ layup เปียกให้เส้นทางโหลดเฉือนระหว่าง
พื้นผิวคอนกรีตที่เตรียมไว้ก่อนหน้านี้และระบบ FRP
440.2R-12 ACI รายงานคณะกรรมการ
4.1.1.4 กาว-กาวที่ใช้ในการพันธบัตร precured
ลามิเนตไฟเบอร์กลาสและ NSM ระบบพื้นผิวคอนกรีต
กาวให้เป็นเส้นทางที่โหลดเฉือนระหว่างคอนกรีต
พื้นผิวและระบบเสริมแรงไฟเบอร์กลาส กาวนอกจากนี้ยัง
ใช้ในการผูกพันกันหลายชั้นของ precured FRP ลามิเนต
4.1.2 เส้นใยต่อเนื่องแก้วอะรามิดและเส้นใยคาร์บอน
เป็นกำลังเสริมที่ใช้ร่วมกันกับระบบ FRP
เส้นใยไฟเบอร์กลาสให้ระบบมีความแข็งแรงและความแข็งของ โดยทั่วไป
ช่วงของสมบัติแรงดึงของเส้นใยจะได้รับใน
ภาคผนวกคำอธิบายรายละเอียดของเส้นใยจะได้รับ
ใน ACI 440R
-4.1.3 เคลือบป้องกันเคลือบป้องกันปกป้อง
การเสริมแรง FRP ผูกมัดจากความเสียหายที่อาจเกิด
ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมและทางกล เคลือบสีมักจะ
นำไปใช้กับพื้นผิวด้านนอกของระบบ FRP หายหลังจาก
กาวหรือ saturating เรซินได้รักษาให้หายได้ การป้องกัน
ระบบที่มีอยู่ในความหลากหลายของรูปแบบ เหล่านี้รวมถึง:
•เคลือบพอลิเมอที่มักจะมีอีพ็อกซี่หรือ Polyurethanes;
เคลือบ•คริลิคที่สามารถเป็นได้ทั้งคริลิคตรง
ระบบหรือระบบซีเมนต์ที่ใช้คริลิค อะคริลิ
ระบบยังสามารถมาในพื้นผิวที่แตกต่างกัน
ระบบ•ซีเมนต์ที่อาจต้องหยาบของ
พื้นผิวไฟเบอร์กลาส (เช่นทรายกระจายเสียงเป็นเปียก
เรซิน) และสามารถติดตั้งในลักษณะเดียวกับที่พวกเขา
จะได้รับการติดตั้งบนพื้นผิวคอนกรีต และ
•เคลือบ Intumescent ที่มีการเคลือบโพลิเมอร์ที่ใช้
ใช้ในการควบคุมการแพร่กระจายของเปลวไฟและควันรุ่นต่อ
ความต้องการโค้ด
มีเหตุผลหลายประการระบบป้องกันที่ใช้อยู่
ในการปกป้องระบบไฟเบอร์กลาสที่ได้รับการติดตั้งบนพื้นคอนกรีต
พื้นผิว เหล่านี้รวมถึง:
•ป้องกันรังสีอัลตราไวโอเลตแสงอีพ็อกซี่ที่ใช้เป็นส่วนหนึ่งของ
การเสริมสร้างระบบไฟเบอร์กลาสจะได้รับผลกระทบในช่วง
เวลาจากการสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลต มีอยู่
หลายวิธีที่ใช้ในการปกป้องระบบ
จากแสงอัลตราไวโอเลต เหล่านี้รวมถึง: เคลือบอะคริลิ
พื้นผิวซีเมนต์เคลือบยูรีเทน aliphatic,
และอื่น ๆ บางประเภทเรซิน Vinylester มี
ความทนทานแสงอัลตราไวโอเลตสูงกว่าเรซินอีพอกซี่;
•ไฟป้องกันไฟระบบป้องกันจะกล่าวถึง
ในส่วนที่ 1.3.2 และ 9.2.1;
•ระบบป่าเถื่อน-ป้องกันที่จะต่อต้าน
ป่าเถื่อนควรแข็งและทนทาน มีที่แตกต่างกัน
ในระดับของการป้องกันการก่อกวนจากการเคลือบยูรีเทน
ที่จะต่อต้านการตัดและการขูดเพื่อประสาน
ซ้อนทับที่ให้ความคุ้มครองมากขึ้น;
•ผลกระทบต่อการขัดถูและสวมคุ้มครองระบบสำหรับการ
ส่งผลกระทบต่อการขัดถูและสวมใส่มีความคล้ายคลึงกับที่ใช้สำหรับ
การป้องกันป่าเถื่อน ; แต่การขัดสีและการสวมใส่ที่
แตกต่างจากความป่าเถื่อนในการที่พวกเขาเป็นผลมาจาก
การเปิดรับอย่างต่อเนื่องมากกว่าเหตุการณ์เพียงครั้งเดียวและ
ระบบการป้องกันของพวกเขามักจะถูกเลือกสำหรับพวกเขา
มีความแข็งและความทนทาน;
สีระบบ•สุนทรียศาสตร์-ป้องกันอาจถูกใช้เพื่อปกปิด
ระบบไฟเบอร์กลาส . เหล่านี้อาจเป็นน้ำยางเคลือบคริลิค
ที่มีสีเทาเพื่อให้ตรงกับคอนกรีตเปลือยหรือพวกเขา
อาจจะมีสีอื่น ๆ อีกมากมายและพื้นผิวเพื่อให้ตรงกับ
โครงสร้างที่มีอยู่;
•เคมีต้านทานการสัมผัสกับสารเคมีรุนแรง
เช่นกรดที่แข็งแกร่งอาจทำลายระบบไฟเบอร์กลาส . ใน
สภาพแวดล้อมเช่นการเคลือบด้วยสารเคมีที่ดี
ต้านทานเช่นยูรีเทนและโนโวแลก epoxies อาจ
ถูกนำมาใช้; และ
จมน้ำ•ในการใช้น้ำในการดื่มที่
ระบบไฟเบอร์กลาสที่จะจมอยู่ในน้ำดื่ม
ระบบ FRP อาจชะสารลงไปในน้ำ
ประปา สารเคลือบป้องกันที่ไม่ได้กรองที่เป็นอันตราย
สารเคมีลงไปในน้ำที่อาจถูกใช้เป็นกำแพงกั้น
ระหว่างระบบไฟเบอร์กลาสและน้ำประปาดื่ม
คุณสมบัติทางกายภาพ 4.2
4.2.1 วัสดุความหนาแน่น-FRP มีความหนาแน่นตั้งแต่
75 ถึง 130 ปอนด์ / ft3 (1.2 2.1 g / cm3) ซึ่งเป็น 4-6 ครั้ง
ต่ำกว่าของเหล็ก (ตารางที่ 4.1) ความหนาแน่นลดลง
นำไปสู่การลดค่าใช้จ่ายการขนส่งลดเพิ่มความเร็วในการโหลดที่ตายแล้ว
กับโครงสร้างและสามารถอำนวยความสะดวกในการจัดการกับวัสดุที่อยู่ใน
เว็บไซต์ของโครงการ
4.2.2 ค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวทางความร้อน-ค่าสัมประสิทธิ์
ของการขยายตัวทางความร้อนของวัสดุไฟเบอร์กลาทิศทางเดียวแตกต่างกัน
ในระยะยาว และทิศทางขวางขึ้นอยู่กับ
ประเภทของเส้นใยเรซินและปริมาตรของเส้นใย ตารางที่ 4.2
รายการค่าสัมประสิทธิ์ยาวและตามขวางของความร้อน
การขยายตัวสำหรับวัสดุไฟเบอร์กลาทิศทางเดียวทั่วไป โปรดทราบว่า
ค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวในเชิงลบความร้อนแสดงให้เห็นว่า
สัญญาวัสดุที่มีอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและการขยายตัว
ที่มีอุณหภูมิลดลง สำหรับการอ้างอิงที่เป็นรูปธรรมมี
ค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกันไปตั้งแต่วันที่ 4 × 10-6 ถึง
6 × 10-6 / ° F (7 × 10-6 ถึง 11 × 10-6 / ° C) และมักจะสันนิษฐาน
ว่าเป็น isotropic (Mindess และหนุ่ม 1981) เหล็กมี
ค่าสัมประสิทธิ์ isotropic ของการขยายตัวทางความร้อนของ 6.5 × 10-6 / ° F
(11.7 × 10-6 / ° C) ดูหัวข้อ 9.3.1 สำหรับการพิจารณาการออกแบบ
เกี่ยวกับการขยายตัวทางความร้อน
4.2.3 ผลกระทบของอุณหภูมิที่สูงเกินกว่า-Tg,
โมดูลัสยืดหยุ่นของพอลิเมอจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากการ
เปลี่ยนแปลงในโครงสร้างโมเลกุล ค่าของ Tg ขึ้นอยู่
กับชนิดของเรซิน แต่เป็นปกติในพื้นที่ของ 140 ถึง
180 ° F (60-82 ° C) ในวัสดุผสมไฟเบอร์กลาส,
เส้นใยที่มีคุณสมบัติกันความร้อนได้ดีกว่าเรซินที่
สามารถดำเนินการต่อเพื่อสนับสนุนการโหลดบางอย่างในทิศทางตามยาว
ตารางความหนาแน่น 4.1 โดยทั่วไปของวัสดุไฟเบอร์กลาส,
ปอนด์ / ft3 (g / cm3)
เหล็ก GFRP CFRP AFRP
490 (7.9) 75-130 (1.2-2.1) 90-100 (1.5-1.6) 75-90 (1.2-1.5)
ตารางที่ 4.2 ค่าสัมประสิทธิ์ทั่วไปของความร้อน
การขยายตัวสำหรับวัสดุไฟเบอร์กลาส *
ทิศทาง
ค่าสัมประสิทธิ์ของการขยายตัวทางความร้อน× 10-6 / ° F (× 10-6 / ° C)
GFRP CFRP AFRP
ยาว, αL
3.3-5.6
(6-10) -0.6 ถึง 0 (-1 ถึง 0) -3.3 ถึง -1.1 (-6 ถึง -2) ยาวαT 10.4-12.6 (19-23) 12-27 (22-50) 33-44 (60-80) * ค่าทั่วไปสำหรับเศษส่วนใยปริมาณตั้งแต่ 0.5-0.7 ออกแบบและก่อสร้างภายนอก BONDED FRP ระบบ 440.2R-13 จนกว่าจะถึงเกณฑ์อุณหภูมิของเส้นใยจะถึง นี้สามารถเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิเกิน 1800 ° F (1000 ° C) สำหรับเส้นใยคาร์บอนและ 350 ° F (175 ° C) สำหรับเส้นใยอะรามิด แก้วเส้นใยมีความสามารถในการต่อต้านอุณหภูมิเกิน 530 ° F (275 ° C) เนื่องจากการลดลงในการถ่ายโอนแรงระหว่างเส้นใยผ่านตราสารหนี้ที่มีเรซิน แต่คุณสมบัติแรงดึงของคอมโพสิตโดยรวมจะลดลง ผลการทดสอบได้แสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิ 480 ° F (250 ° C) สูงกว่าเรซิน Tg จะช่วยลดความต้านทานแรงดึงของ GFRP และ CFRP วัสดุที่เกินกว่า 20% (Kumahara et al. 1993) อื่น ๆคุณสมบัติได้รับผลกระทบโดยการโอนเฉือนผ่านเรซินเช่นความแข็งแรงดัดจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญที่ต่ำกว่าอุณหภูมิ (วังอีแวนส์และ 1995) สำหรับการใช้งานพันธบัตรที่สำคัญของระบบ FRP สมบัติของพอลิเมอที่อินเตอร์เฟซใยคอนกรีตที่มี สิ่งสำคัญในการรักษาความผูกพันระหว่างไฟเบอร์กลาสและคอนกรีต ที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับของ Tg แต่สมบัติเชิงกลของพอลิเมอจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญและพอลิเมอเริ่มต้นที่จะสูญเสียมัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ส่วน 2-materials
บทที่ 4-constituent

วัสดุและสมบัติทางกายภาพและสมบัติเชิงกลของวัสดุ FRP
นำเสนอในบทนี้จะอธิบายถึงพฤติกรรมและคุณสมบัติ
มีผลต่อใช้ในโครงสร้างคอนกรีต ผลของปัจจัยต่างๆ เช่น ประวัติศาสตร์
โหลดและระยะเวลา อุณหภูมิ และความชื้นต่อคุณสมบัติของ

FRP จะกล่าวถึงการเสริมสร้างระบบ FRP มาในหลากหลายรูปแบบ
( เลย์อัพ prepreg เปียก , และ precured ) ปัจจัยเช่นปริมาณไฟเบอร์
, ชนิดของเส้นใย ชนิดของเรซิน , การวางไฟเบอร์ ผลมิติ และควบคุมคุณภาพระหว่างการผลิต
ทั้งหมดมีบทบาทในการสร้างลักษณะของ FRP
วัสดุ วัสดุคุณลักษณะที่อธิบายไว้ในนี้
บททั่วไปและไม่ได้ใช้กับทุกผลิตภัณฑ์ในเชิงพาณิชย์
พร้อม วิธีการทดสอบมาตรฐานถูกพัฒนา
โดยองค์กรต่าง ๆ รวมถึงมาตรฐาน ASTM , ACI และ CSA
ลักษณะผลิตภัณฑ์ FRP บางอย่าง ในกาล อย่างไรก็ตาม
ได้รับการออกแบบมืออาชีพคือการสนับสนุนให้ปรึกษากับผู้ผลิตระบบ FRP

ที่จะได้รับที่เกี่ยวข้องคุณลักษณะเฉพาะผลิตภัณฑ์และการประยุกต์ใช้

วัสดุคุณลักษณะเหล่านั้น 4.1-constituent
องค์ประกอบวัสดุที่ใช้ในการซ่อมแซมระบบ FRP อาด
รวมทุกเรซิ่น , ไพรเมอร์ , putties
saturants , กาว , เส้นใย , ได้รับการพัฒนาเพื่อสร้างความเข้มแข็งของสมาชิก

โครงสร้างคอนกรีตขึ้นอยู่กับวัสดุและทดสอบโครงสร้าง
4.1 .1 หลากหลาย resins-a resins พอลิเมอร์รวมทั้ง
ไพรเมอร์ , ฉาบ fillers saturants และกาวที่ใช้กับ
ระบบ FRP เรซินชนิดที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ อีพ็อกซี่
ไวนิลเอสเทอร์ และส่วนที่ได้รับสูตรสำหรับใช้ใน
หลากหลายของสภาพแวดล้อม ผู้ผลิตระบบ
FRP ใช้เรซิ่นที่ :
- ความเข้ากันได้และยึดติดกับพื้นผิวคอนกรีต

;