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目前樹(shù)脂基復(fù)合材料已經(jīng)成為航天飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)的基本材料之一。本文從設(shè)計(jì)的角度,闡述了樹(shù)脂基復(fù)合材料在航天飛行器熱防護(hù)上的應(yīng)用現(xiàn)狀及其研發(fā)與使用需求,重點(diǎn)討論了樹(shù)脂基復(fù)合材料的高性能低成本技術(shù)、設(shè)計(jì)/評(píng)價(jià)一體化技術(shù)等亟待解決的問(wèn)題。
FRP采光板和PC陽(yáng)光板的性能對(duì)比
鋼結(jié)構(gòu)建筑的采光一直成為鋼結(jié)構(gòu)維護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，直接影響著屋面的
使用壽命，屋面的防水性能。
目前型的采光材料是FRP采光板，在工業(yè)廠房工程中都得到了廣泛的應(yīng)
用，約占各種采光材料的95%。下面將FRP采光板和PC陽(yáng)光板做詳細(xì)的對(duì)比，期望
能為貴工程提供一個(gè)的采光方案。
FRP采光板：
主要成分是高性能上下膜、強(qiáng)化聚脂、玻璃纖維組成的一種采光產(chǎn)品。
FRP采光板為實(shí)心板，可做成任意形狀。
 常用厚度：1.2mm、1.5mm、2.0mm
PC陽(yáng)光板：
主要成分是聚碳酸酯，分為中空板和實(shí)心板兩種：
中空板通稱(chēng)為：陽(yáng)光板、卡布隆板。
常用厚度：6mm、8mm、10mm、12mm、16mm
實(shí)心板通稱(chēng)為：耐力板、PC板。
常用厚度：1.5mm、2.0mm、2.5mm、3mm
備注：（中空板的為雙層，但單層的實(shí)際厚度不到0.1mm，抗老化和抗壓性差）
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對(duì)樹(shù)脂基碳纖維卷鋪管在高溫固化后冷卻至室溫過(guò)程中進(jìn)行了熱應(yīng)變實(shí)驗(yàn),基于實(shí)體單元的分層屬性建立了多種鋪層復(fù)合材料管件的熱殘余應(yīng)力數(shù)值模型,數(shù)值計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。在該數(shù)值模型基礎(chǔ)上,從纖維方向應(yīng)力的角度分析了鋪層角度、環(huán)向?qū)永w維含量、環(huán)向?qū)愉佋O(shè)位置以及徑厚比對(duì)卷鋪管件熱殘余應(yīng)力的影響。結(jié)果表明,上述諸因素均對(duì)殘余應(yīng)力有較大的影響,(±φ)_n鋪層和90°/0°正交組合鋪層中的0°纖維在纖維方向上殘余應(yīng)力均為軸向受壓、環(huán)向受拉,該應(yīng)力狀態(tài)可能導(dǎo)致管件出現(xiàn)微裂縫等初始缺陷。
FRP采光板與PC陽(yáng)光板性能比較
熱膨脹性
采光材料的熱膨脹性直接影響施工的難易程度、施工成本，以及工程完工后的防水性。
在金屬板屋面維護(hù)系統(tǒng)中，采光材料的熱膨脹性是設(shè)計(jì)和施工所應(yīng)考慮的重要因素。
FRP采光板：熱膨脹系數(shù)是2.5×10－5cm/cm/℃ 與彩鋼板的熱膨脹系數(shù)相近,由冷熱變化而引起的相對(duì)位移較少,不易因變形而漏水。
PC陽(yáng)光板：熱膨脹系數(shù)是6.75×10－5cm/cm/℃ ,約是彩鋼板的6倍,金屬屋面的溫差變化很大,PC板由熱脹冷縮引起的相對(duì)位移過(guò)大,引致接點(diǎn)松脫或螺釘孔周緣撕裂、變形而漏水。因板材鋼度差，以及熱膨冷縮系數(shù)大，所以必須采用小分格小檁距或凸起弧增加強(qiáng)度，不適合用于大檁距的鋼結(jié)構(gòu)屋面上,否則易凹下積水，漏水。
匹配性
FRP采光板：根據(jù)需要可以定做與屋面金屬板完全匹配的板型，并且費(fèi)用低、方便快捷，定做周期只需1-2天。屋面防水性好。
PC陽(yáng)光板：全部為平板，不易和壓型金屬板做防水處理，較容易造成屋面漏水。
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制作了普通橡膠瀝青和脫硫橡膠瀝青,并進(jìn)行了橡膠顆粒影響、測(cè)力延度和老化性能試驗(yàn).結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)高速剪切工藝,大顆粒的脫硫橡膠粒在瀝青里大多分散成細(xì)小顆粒,而普通橡膠粉剪切后基本保持原有顆粒核心.在老化過(guò)程中,橡膠顆粒核心有較強(qiáng)的繼續(xù)溶脹反應(yīng),這導(dǎo)致普通橡膠瀝青的一些流變性指標(biāo)與基質(zhì)瀝青老化趨勢(shì)相反,此反應(yīng)在薄膜加熱試驗(yàn)(TFOT)短期老化下尤為明顯.脫硫橡膠瀝青的路用性能和抗老化性能優(yōu)于基質(zhì)瀝青,但均不如普通橡膠瀝青.