樹(shù)脂好比鋼筋混凝土中的水泥,也好比人體中的肌肉,纖維好比鋼筋混凝土中的鋼筋,也好比人體中的骨骼,樹(shù)脂是基材,纖維是骨材,在玻璃鋼橋架中各自起著獨(dú)立作用,但有不是孤立的,而是互相依存的。
一般來(lái)說(shuō),玻璃鋼橋架的強(qiáng)度來(lái)自玻璃纖維,不論強(qiáng)度還是彈性模量,樹(shù)脂比玻璃纖維都差得多,但是,另一事實(shí)是:玻璃鋼橋架的彎曲、層間剪切及平行壓縮強(qiáng)度,在很大程度上又決定與樹(shù)脂,對(duì)于拉伸強(qiáng)度,一般而言,雖然取決于玻纖,但仍然不能忽視樹(shù)脂的作用。例如,用同品種而且含量也相同的玻璃布分別制成環(huán)氧樹(shù)脂橋架和酚醛樹(shù)脂橋架,結(jié)果前者的拉伸強(qiáng)度可達(dá)400-450Mpa,后者僅能達(dá)到250-300Mpa。因此,不能過(guò)分強(qiáng)調(diào)玻纖的作用。至于樹(shù)脂作用,大致有如下三個(gè)方面:
1.粘結(jié)作用;樹(shù)脂不同,粘結(jié)力也不同,如環(huán)氧樹(shù)脂有多種極性基團(tuán),特別是環(huán)氧基與玻璃可能以化學(xué)鍵連接,這是環(huán)氧的優(yōu)勢(shì),聚酯樹(shù)脂浸潤(rùn)性好是優(yōu)勢(shì),而且交聯(lián)點(diǎn)多,而酚醛樹(shù)脂卻以交聯(lián)密度大的優(yōu)勢(shì)來(lái)彌補(bǔ)自身的不足。在混凝土中水泥對(duì)鋼筋的粘結(jié)僅為物理作用,是簡(jiǎn)單的材料復(fù)合,而樹(shù)脂對(duì)玻纖的粘結(jié),不光有物理作用,還有化學(xué)作用,特別是偶聯(lián)劑的作用,在界面上形成鍵橋,對(duì)樹(shù)脂和玻纖的粘結(jié)有很大意義。在玻璃鋼橋架中,不希望纖維互相接觸,呈分散狀才能起骨架作用。纖維和樹(shù)脂的粘結(jié)作用在玻璃鋼橋架中,當(dāng)受力方向與纖維方向垂直時(shí),強(qiáng)度與纖維含量關(guān)系不大,而與樹(shù)脂本身以及樹(shù)脂與纖維的粘結(jié)有關(guān)。
2.傳遞載荷與均衡載荷的作用,玻纖有很高的抗拉承載能力,但一束纖維不能成為構(gòu)件,只有做成玻璃鋼橋架后,才能當(dāng)構(gòu)件使用,比如一個(gè)梁,上部受到載荷時(shí),樹(shù)脂把載荷傳遞給纖維,于是上層纖維受壓,下層纖維受拉,中間部分受剪,而這剪應(yīng)力要由樹(shù)脂來(lái)承受,當(dāng)然玻璃鋼橋架的層間剪切強(qiáng)度是低的,約為拉伸強(qiáng)度的十分之一,樹(shù)脂不僅傳遞載荷還起著均衡載荷的作用,如有少數(shù)未起承載作用的纖維存在時(shí),樹(shù)脂將大限度的把載荷傳遞給它,均衡的分布到凡能承載的纖維身上,但是由于纖維在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)造成種種缺陷,因此,實(shí)際上纖維從未達(dá)到其理論強(qiáng)度。
3.樹(shù)脂本身特性的作用,樹(shù)脂品種不同,作用也不同,這就要求有選擇的使用,如環(huán)氧樹(shù)脂橋架的強(qiáng)度比聚氨酯橋架和酚醛樹(shù)脂橋架要高,同樣是聚酯,性能也不同,有剛性的,有柔性的,有的透光,有的透電磁波,有的耐腐蝕等,在玻璃纖維中,無(wú)堿比中堿強(qiáng)度高、耐熱。高強(qiáng)纖維又比無(wú)堿纖維強(qiáng)度高。