玻璃鋼簡(jiǎn)介
玻璃鋼學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑料。它是以玻璃纖維及其制品(玻璃布、帶、氈、紗等)作為增強(qiáng)材料,以合成樹(shù)脂作基體材料的一種復(fù)合材料。復(fù)合材料的概念是指一種材料不能滿足使用要求,需要由兩種或兩種以上的材料復(fù)合在一起,組成另一種能滿足人們要求的材料,即復(fù)合材料。例如,單一種玻璃纖維,雖然強(qiáng)度很高,但纖維間是松散的,只能承受拉力,不能承受彎曲、剪切和壓應(yīng)力,還不易做成固定的幾何形狀,是松軟體。如果用合成樹(shù)脂把它們粘合在一起,可以做成各種具有固定形狀的堅(jiān)硬制品,既能承受拉應(yīng)力,又可承受彎曲、壓縮和剪切應(yīng)力。這就組成了玻璃纖維增強(qiáng)的塑料基復(fù)合材料。由于其強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材,又含有玻璃組分,也具有玻璃那樣的色澤、形體、耐腐蝕、電絕緣、隔熱等性能,象玻璃那樣,歷*形成了這個(gè)通俗易懂的名稱“玻璃鋼”,這個(gè)名詞是由原國(guó)家建筑材料工業(yè)部部長(zhǎng)賴際發(fā)同志于1958 年提出的,由建材系統(tǒng)擴(kuò)至全國(guó),現(xiàn)在還普遍地采用著。由此可見(jiàn),玻璃鋼的含義就是指玻璃纖維作增強(qiáng)材料、合成樹(shù)脂作粘結(jié)劑的增強(qiáng)塑料,國(guó)外稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料。隨著我國(guó)玻璃鋼事業(yè)的發(fā)展,作為塑料基的增強(qiáng)材料,已由玻璃纖維擴(kuò)大到碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、氧化鋁纖維和碳化硅纖維等,無(wú)疑地,這些新型纖維制成的增強(qiáng)塑料,是一些高性能的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,再用玻璃鋼這個(gè)俗稱就無(wú)法概括了。考慮到歷史的由來(lái)和發(fā)展,通常采用玻璃鋼復(fù)合材料,這樣一個(gè)名稱就較全面了。
理化性能
玻璃具有硬而易碎,具有很好的透明性以及耐高溫、耐腐蝕等性能;同時(shí)鋼鐵很硬并且不易碎,也具有耐高溫的特點(diǎn)。于是人們開(kāi)始想,如果能制造一種既具有玻璃的硬度、耐高溫、抗腐蝕的性質(zhì),又具有鋼鐵一樣堅(jiān)硬不碎的特點(diǎn),那這種材料一定會(huì)大有用途。
人們經(jīng)過(guò)研究試驗(yàn),終于制出了這樣一種復(fù)合材料。它,就是能與鋼鐵比肩而立的玻璃鋼。
我們先來(lái)看一個(gè)試驗(yàn),了解了解它的性能優(yōu)良與否。
在一個(gè)群山環(huán)抱、綠樹(shù)成蔭的山谷里,一次試驗(yàn)正在進(jìn)行。遠(yuǎn)在二百米以外的掩體后的人們,眼睛都盯著山谷*放著的一個(gè)氧氣瓶。空氣壓縮機(jī)有節(jié)奏地轉(zhuǎn)動(dòng)著,通過(guò)合金鋼管道向那氧氣瓶不斷地充氣。壓力表上的指針牽動(dòng)著每個(gè)人的心。讀數(shù)從100—200—400—500漸漸上升,直到700公斤1平方厘米時(shí),只聽(tīng)得一聲震天巨響,氧氣瓶爆炸了!周圍的人們歡呼著跳起來(lái):“成功了!”
氧氣瓶是一種耐高壓容器。它所承受的工作壓力是150公斤/平方厘米。為了使用安全,制造時(shí)要求它能忍受三倍的工作壓力,即450公斤/平方厘米。不爆裂,才算合格。上面試驗(yàn)的氧氣瓶,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)要求。這是用什么鋼材制成的呢?是玻璃鋼,更為確切的說(shuō),是玻璃與塑料復(fù)合在一起制成的。
玻璃是硬而脆的材料,一摔就碎,這帶有玻璃名的玻璃鋼經(jīng)得起摔嗎?于是又進(jìn)行了新的試驗(yàn)。
將另一只玻璃鋼氧氣瓶充氣到150公斤/平方厘米,然后從山頂上滾下山谷。它與嶙峋的巖石碰撞著,一直滾到谷底仍然沒(méi)有爆裂。玻璃鋼氧氣瓶經(jīng)過(guò)了質(zhì)量鑒定考試。
一般玻璃的耐拉強(qiáng)度只有普通鋼材的八分之一。把玻璃融化,拉成只有頭發(fā)直徑的十幾分之一那么細(xì)的玻璃纖維,原來(lái)又硬又易碎的玻璃就變成了又軟又耐拉的玻璃纖維,其耐拉強(qiáng)度可增加十幾倍。
大家都知道,水泥塊耐壓,鋼材耐拉。用鋼材作筋骨,水泥砂石作肌肉,讓它們凝為一體,互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,變得堅(jiān)強(qiáng)無(wú)比——這就是鋼筋混凝土。
同樣,如我們用玻璃纖維作筋骨,用合成樹(shù)脂(酚醛塑料、環(huán)氧樹(shù)脂及聚酯樹(shù)脂)作肌肉,讓它們凝為一體,制成的材料,其抗拉強(qiáng)度可與鋼材相媲美—因此得名叫玻璃鋼。