玻璃纖維增強復合材料即玻璃鋼，是由兩種或兩種以上不同性能的材料通過復合手段而制成的，以熱固性或熱塑性樹脂為基礎原料，以玻璃纖維或玻璃布為填充料的一種復合材料，其綜合了兩種材料的優點，輕質高強，其耐熱性、耐腐蝕性及電絕緣性均很好，僅剛度較差。在復合材料組分中，玻璃纖維是強度的承載體，而樹脂基體作為連續介質，在成型過程中把分散的纖維黏結成一個整體，從而形成一種新的材料。玻璃纖維不僅能提高基體材料的強度和彈性模量，還能減少收縮，提高熱變形溫度和沖擊強度等，同時，密度及吸水率也得到增加。近年來，玻璃鋼在建筑領域被大量使用。玻璃鋼的性能隨所用樹脂的種類、纖維的性能和相對用量的不同而不同。玻璃鋼所用的玻璃纖維品種很多，如無捻粗紗、短切纖維、玻璃帶及增強氈片等。

1 玻璃纖維增強復合材料的性能。

幾種常用的熱固性樹脂基玻璃纖維增強復合材料性能對比如表1所示。

2 玻璃鋼的特點。

2.1 優良的力學性能。

玻璃鋼的比強度高，其抗疲勞性能及減振性能優異。其拉伸強度可達到500 MPa以上，超過了普通鋼材的水平；再者，玻璃鋼密度僅為鋼材的1/4,所以玻璃鋼制品的比強度更高，甚至優于A3鋼。玻璃鋼的密度通常為1.7 g/cm3左右，其強度可以達到甚至超過普通碳素鋼的強度，可用于建筑中的承載結構，達到金屬制品的同等效果[2-3].

2.2 優良的耐化學藥品性和老化性。

樹脂的耐化學藥品性能優良，而玻璃鋼中含有大量的樹脂，因此，玻璃鋼具有優異的耐化學腐蝕性。另外，加入助劑可以有效改善玻璃鋼的耐老化性能。根據不同的使用環境，可選用不同耐腐蝕性能的樹脂來制備玻璃鋼，賦予玻璃鋼不同的耐腐蝕性能，從而達到不同的耐腐蝕要求。玻璃鋼的這種在各種環境下的優異耐腐蝕性是其他建材產品，特別是金屬建材產品所無法比擬的。

2.3 靈活的設計性。

玻璃鋼的成型工藝靈活，其具有很強的可設計性。根據不同應用場合的需要，對玻璃鋼的形狀、外觀顏色、結構、壁厚，各部件間的接頭方式，衛生、介電、耐腐蝕等性能進行設計，以滿足和適應不同的功能需求?？梢酝ㄟ^改變玻璃鋼中纖維的含量及纖維的分布方向，最大程度地滿足不同方向上的力學要求；還可以根據需要制作兼具剛性、韌性的玻璃鋼制品，以最大限度地滿足工程使用性能的要求。另外，還可以通過添加阻燃劑和防靜電劑功能化玻璃鋼，使其具有阻燃和防靜電等特性。

2.4 高的透過率。

透過率不同的玻璃鋼組成材料可賦予玻璃鋼制品具有不同的透光性能。如在成型過程中加入合適的填料，可使玻璃鋼制品整體不透光；相反，若選用透過率高的樹脂，則可制成透光性能優異的玻璃鋼制品。這種高透光率玻璃鋼制品應用到建筑材料中，不僅可滿足具體的透光性能需求，還會產生其他一些附加效果。

2.5 其他。

此外，玻璃鋼還具有優異的耐潮濕性和隔音效果，不生銹等優點，故其既適用于潮濕、暖熱的南方，也適用于干燥、寒冷的北方。

3 玻璃鋼在建筑領域的應用。

玻璃鋼可用于制備外墻保溫與墻體增強板，該產品具有高耐堿、耐腐蝕，高拉伸強度及防裂等優點，是外墻保溫的必備材料。當玻璃鋼用于屋面防水材料時，其具有高拉伸強度、防開裂、高耐堿性、防滲水、高耐候及壽命長等優點。玻璃纖維筋對氯離子及其他化學腐蝕具有很好的抵抗能力。因此，在某些易受化學腐蝕或是存在大量氯離子的環境中，如停車場、引橋板、擋土墻、電解箱、海堤、水下建筑等，玻璃纖維筋將是替代普通鋼筋的一個很好的選擇。玻璃鋼還可用于建筑領域的其他方面[4].

3.1 建筑物承載結構工程。

玻璃鋼靈活的可設計性和良好的力學性能有利于建筑物的承載結構及建筑物加固?？捎糜诔休d結構的玻璃鋼建筑制品主要有：柱、梁、承重折板、屋面板、樓板等，這些制件主要用于化學腐蝕廠房的承重結構、高層建筑及全玻璃鋼民用建筑。采用玻璃鋼夾層結構板作為圍護結構，可以最大限度地減輕建筑自重，減少承重結構的載荷，故常用作框架結構的高層建筑的墻體材料[5].目前，國家工業建筑診斷與改造工程技術研究中心、中國建筑科學研究院、清華大學、東南大學、同濟大學、天津大學、華南理工大學等科研機構與院校對玻璃鋼加固技術性能進行了研究，取得了一批科研成果。如外貼玻璃鋼可提高鋼筋混凝土梁、板、柱的承載能力。有公司將玻璃鋼應用于建筑長廊、穹頂等，克服了傳統材料施工困難、重量大、移動安裝不方便、拼縫多、費工時、造價高等缺點，施工中完美地解決了玻璃鋼和水泥墻體的連接強度問題，降低了制造成本以及各種風險。英國的Dartford復合材料公司用玻璃鋼為俄羅斯的東正教堂制成了一個環狀及圓形屋頂。該屋頂不是整體成型，而是分成18個截面，然后再拼裝起來，頂部用9塊零件連在一起。該屋頂美觀且堅固。

3.2 門窗工程。

采用中堿玻璃纖維作為增強材料，選用不飽和樹脂作為基體材料，添加其他礦物填料通過拉擠工藝生產出中空型材，經過切割、組裝、噴涂等工序而制成玻璃鋼門窗。玻璃鋼門窗既有鋼、鋁窗的堅固性，又有塑鋼窗的防水、耐腐蝕、保溫、節能等性能，更具有自身獨特的隔音、抗老化、尺寸穩定等性能，集各種優點于一身。牛艷華等[6]研究了拉擠玻纖增強復合材料在建筑門窗上的應用，從力學性能、環保性、尺寸穩定性、隔熱性能及耐久性和美觀性等方面，闡述了該復合材料應用于建筑門窗遠遠優于木質、鋁質及普通聚氯乙烯（PVC）門窗。由于其高強度、耐久性、耐腐蝕性和阻燃性，幾乎可以取代鋼結構門窗在建筑中的地位。

3.3 模板工程。

現澆混凝土模板是混凝土結構施工中使用量很大的施工工具。與鋼模板、木模板相比，玻璃鋼模板具有質量輕、表面光滑、不生銹、不變形、碰撞后不留凹痕、經久耐用、模板周轉率高等優點。林黎能[7]研究了長纖維增強熱塑性復合材料組合模板在建筑施工中的應用。長纖維增強熱塑性復合材料組合模板采用在線模壓成型工藝，其結構內部玻璃纖維的長度超出傳統注塑工藝的3倍以上，大大提高了模板的拉伸、彎曲、沖擊等力學性能，具有良好的耐熱性和結構穩定性。模板結構設計上采用雙層邊肋設計，減少模板收縮變形及減輕模板的單板重量。玻璃鋼平板是一種建筑材料，該材料的使用可以代替傳統的磚石結構等形成一個獨立的建筑，由玻璃鋼平板建成的建筑保溫性和耐腐蝕性好，常常被用于冷庫、集裝箱等的建設中[8-12].

3.4 裝飾材料。

伊拉克巴士拉體育館外墻采用白色玻璃鋼裝飾板代替水泥等材料，具有結構穩定、不易開裂、脫落等特點。玻璃纖維增強復合材料可用于制備補墻板，該產品質輕高強，黏著性好，易于施工，可用于修補損壞的屋頂或墻面。修復面平整美觀，無接縫和異樣感。

4 結語。

雖然玻璃鋼的應用越來越廣泛，但我國的玻璃鋼無論是從技術水平、產品質量及附加值，特別是對新技術、新產品的開發和應用與發達國家差距甚遠，急需進一步研究提高。建筑工業在國民經濟中占有很重要的位置，是國民經濟的支柱產業之一；隨著社會的發展，人們在房屋質量、居住條件等方面提出了越來越高的要求，在建筑工業中發展和使用玻璃鋼對減輕建筑物自重，改變建筑設計方式，加快施工進度及降低建造成本等都非常有利，是實現建筑工業現代化的必要條件。

參考文獻：

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