樹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,樹脂是基材,纖維是骨材,在玻璃鋼橋架中各自起著獨立作用,但有不是孤立的,而是互相依存的。
一般來說,玻璃鋼橋架的強度來自玻璃纖維,不論強度還是彈性模量,樹脂比玻璃纖維都差得多,但是,另一事實是:玻璃鋼橋架的彎曲、層間剪切及平行壓縮強度,在很大程度上又決定與樹脂,對于拉伸強度,一般而言,雖然取決于玻纖,但仍然不能忽視樹脂的作用。例如,用同品種而且含量也相同的玻璃布分別制成環(huán)氧樹脂橋架和酚醛樹脂橋架,結(jié)果前者的拉伸強度可達400-450Mpa,后者僅能達到250-300Mpa。因此,不能過分強調(diào)玻纖的作用。至于樹脂作用,大致有如下三個方面:
1.粘結(jié)作用;樹脂不同,粘結(jié)力也不同,如環(huán)氧樹脂有多種極性基團,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,聚酯樹脂浸潤性好是優(yōu)勢,而且交聯(lián)點多,而酚醛樹脂卻以交聯(lián)密度大的優(yōu)勢來彌補自身的不足。在混凝土中水泥對鋼筋的粘結(jié)僅為物理作用,是簡單的材料復(fù)合,而樹脂對玻纖的粘結(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,對樹脂和玻纖的粘結(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,強度與纖維含量關(guān)系不大,而與樹脂本身以及樹脂與纖維的粘結(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,比如一個梁,上部受到載荷時,樹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)力要由樹脂來承受,當(dāng)然玻璃鋼橋架的層間剪切強度是低的,約為拉伸強度的十分之一,樹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,樹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)過程中會造成種種缺陷,因此,實際上纖維從未達到其理論強度。
3.樹脂本身特性的作用,樹脂品種不同,作用也不同,這就要求有選擇的使用,如環(huán)氧樹脂橋架的強度比聚氨酯橋架和酚醛樹脂橋架要高,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,無堿比中堿強度高、耐熱。高強纖維又比無堿纖維強度高。