材料上劃分,目前FRP主要有三種類型:碳纖維增強聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer,簡稱CERP)、玻璃纖維增強聚合物(Glass Fiber Reinforced Polymer,簡稱GERP)和芳綸纖維增強聚合物(Aramid Fiber Reinforced Polymer,簡稱AFRP)。在工程用FRP材料中,纖維體積含量一般為60%~65%。 通過不同的加工方法可把FRP材料加工成不同的開頭用作混凝土結構受力筋的,主要有絞線、棒筋、棒筋束、帶筋、筋或板筋、網絡筋等。
碳纖維(Carbon Fiber)是纖維狀的炭材料,具有高強度和高彈性模量的特點。根據其原料及生產方式不同,主要分為聚丙烯腈基碳纖維及瀝青基碳纖維。前者是把聚丙烯腈纖維在惰性氣體中高溫加熱所獲得的纖維,是高強度型碳纖維。后者是把煤焦油或石油瀝青抽絲后經高溫燒結而成的纖維,是一種高彈性模量型的碳纖維。 碳纖維聚合物(CFRP)是以碳纖維為組分,以樹脂為基體,通過一定的成型方法形成的單向排列的碳纖維的復合片材。它具有高強輕質、抗腐蝕、耐老化、物理性能穩定等極其優越的品質。高強度碳纖維聚合物的抗拉強度可達到3400MPa,比鋼材高7~10倍,彈性模量有2.3×105MPa至3.9×105MPa等幾種,而常用的碳纖維聚合物片材每平米只有幾百克的重量。同時,根據自然和加速暴露試驗表明,碳纖維聚合物的抗拉強度以及與混凝土的粘結強度在相當于50年的時間內不發生改變,具有足夠的耐候性,而且碳纖維聚合物的疲勞性能優于鋼和混凝土材料。
玻璃纖維聚合物(GFRP),強度為590~1130MPa,密度為1.5~2.0g/cm3,耐腐蝕性好,用它加固補強,可全面提高被加固構件的各項力學性能指標并改善構件的受力性能。同時,玻璃纖維聚合物與混凝土的線膨脹系數接近,與混凝土結構的協同工作性能良好,且施工簡便快捷,是一種極具優勢的補強加固材料。 玻璃纖維主要有E玻璃纖維(電絕緣性)、C玻璃纖維(耐化學腐蝕性)、S或S玻璃纖維(高強度)、M玻璃纖維(高彈性模量)和AR玻璃纖維(耐堿玻璃)等。其中E玻璃纖維及其制品在混凝土結構補強加固中使用最多。配套樹脂主要有不飽和聚酯樹脂(UP)、環氧樹脂、酚醛樹脂、熱固性樹脂(呋喃類樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂、聚丁二烯樹脂、有機硅脂等)、聚氨酯樹脂以及其他熱塑性樹脂(聚乙烯、聚丙烯、苯乙烯、ABS樹脂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰亞胺、聚砜、聚砜醚、聚芳醚酮、聚苯硫醚等等)。其中,環氧樹脂在混凝土結構補強加固中最為常用。
芳綸(Aramid Fiber)是芳香聚酰胺纖維的簡稱。芳綸纖維增強復合材料(AFRP)是20世紀70年代發展起來的高性能結構材料。芳綸纖維除具有高強度、高彈性模量性能外,還有較高的耐熱性能。因為芳綸纖維是剛性大分子鏈,活動性能較差,即使在高溫下也能保持較高的強度。常用的芳綸纖維為芳綸1414,其原絲的抗拉強度為2.67~2.9GPa,彈性模量為38.9~50GPa。如生產高彈性模量的芳綸纖維,必須進行熱拉伸,此時纖維的強度會略有下降,但彈性模量可增加到88.9GPa,甚至高達133 GPa以上。