[科普中国]-复合材料泄水槽

复合材料是由金属材料、陶瓷材料或高分子材料等两种或两种以上的材料经过复合工艺而制备的多相材料，各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。现阶段复合材料的用途非常广泛，不只是在建筑、桥梁，乃至航空航天都是复合材料的身影。

复合材料泄水槽作为桥梁泄水槽的新材料，具有轻质高强、具体突出比强度、比模量、稳定性好、耐热、耐高温、电性能优良、耐腐蚀、可设计性、可配置性等诸多优点。开创了桥梁泄水槽的新格局。

复合材料概述复合材料是由粘性材料（基体）与增强材料通过复合工艺组合而成的新型材料，它既能保留原组成材料的特性，又通过复合效应获得原组分材料所不具备的性能。由于复合材料的各组分性能是互相补充，彼此关联的，因而能获得一些新的优越性能，与一般材料的简单混合有本质的区别。复合材料可以通过选择不同的增强材料、基体材料及各组分的含量比、各种铺层形式和结构类型等进行材料性能设计来得到比强度、比刚度高于铝合金的材料；也可获得具有耐热、耐疲劳、抗蠕变、耐腐蚀、耐湿、绝缘、透微波、阻尼减震等具特性的材料。1

复合材料用途复合材料结构部件还可充分利用复合材料的性能具有方向性、结构性能的可设计性和大型构件整体成型等特点实现效率、性能、功能与成本的综合优化；如在航空、航天器的重要结构部位（如机身、机翼）采用复合材料件后，带来了突出的减重效果和综合性能的显著提高。由于复合材料这些特性，使其在航空、航天、船舶、汽车、化工、建材和农业等部门获得广泛的与重要的应用。1

复合材料类型现今已生产应用的复合材料类型很多，有聚合物基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、玻璃与玻璃陶瓷基复合材料、碳与石墨基复合材料和水泥基复合材料等。在各类复材制品中，以聚合物（树脂）为基体、纤维及其制品为增强体的复合材料（亦称树脂基纤维增强塑料）应用最为广泛，适用的标准较为齐全。

现阶段泄水槽目前市场上所使用的桥梁泄水槽基本都是水泥、钢铁等材质。传统材质经历这么多年仍然被人们所使用，这也说明传统材质在耐久性、可模性好，但是传统材质的自重偏大，而且易塑性较差。尤其是水泥泄水槽抗裂性较差，而且施工比较复杂。1

复合材料泄水槽在传统材料的基础上逐渐的衍生出新材料的桥梁泄水槽--复合材料泄水槽。桥梁复合材料泄水槽采用高强度复合材料制造，主要材料是玻璃纤维/环氧树脂复合材料，局部以碳纤维材料补强，接口部位采用不锈钢螺钉连接并胶接，同时采用碳纤维编织布胶接补强。

复合材料泄水槽具有重量轻，强度高，防腐，寿命长的优点。生产中不产生有毒有害物质，使用中老化分解过程不产生有毒有害物质。不包含铅、铬、砷等有毒重金属，不含有石棉、等致癌物。在水的长期浸泡下无溶出物，材料对环境安全。

对操作人员短期的皮肤接触不会引起过敏等短期不良反应，不存在致癌、致畸等长期不良。但是，需要注意的是如需要加工打磨本材料时，要采取必要的防护措施，包括带防尘口罩，穿戴工作服。加工的粉尘可能引起皮肤的不适，工作完毕应洗浴。粉尘吸入后，可能引起呼吸道不适，长期接触可能引起呼吸道疾病。因此特别提醒注意进行打磨、钻孔时应佩戴口罩。1

桥梁复合材料泄水槽一、 技术说明

桥梁复合材料泄水槽采用高强度复合材料制造，主要材料是玻璃纤维/环 氧树脂复合材料，局部以碳纤维材料补强，接口部位采用不锈钢螺钉连接并胶 接，同时采用碳纤维编织布胶接补强。

本产品具有重量轻，强度高，防腐，寿命长的有点。

安装方式如图：

泄水槽安装在桥梁底部的挂架上，以子母口方式连接。安装到位后，在挂架上焊接横向钢筋压住水槽，防止在横风下倾覆。 连接完成后，使用树脂对连接螺钉采用树脂封闭，防止锈蚀。注意：水槽上的横向压板非常重要，起到提高安装后产品刚度的作用， 如果缺失，会造成局部承载时绕曲度加大，对产品使用寿命不利。

二、 使用注意事项

本产品采用玻璃纤维/环氧树脂复合材料，并经热压工艺制成，抗老化性能，抗腐蚀性能优良，通常自然环境下的物质不会加速破坏本产品，但如果出现 以下严重桥面遗撒现象时，应及时进行冲洗处理，防止长期积存破坏材料，使有毒有害物质遗撒进入河道：大量浓硫酸、发烟硝酸等强氧化性酸遗撒；大量丁酮、二氯乙烷等强化学溶剂遗撒；有毒物质遗撒；大量可燃性液体遗撒，防止积存燃烧破坏桥梁。 本产品材料不存在常温状态下在某种化学物质作用下快速分解破坏的风险，但是发生上述事件后还应尽快开展冲洗处理。

三、 维修维护

本产品易出现损坏部位为接头部位，接头部位主要损坏形式：螺钉锈蚀断裂脱落；碳纤维增强布脱落；粘接胶层老快开裂。

由于本产品的结构强度远远超过需用强度，因此5年内出现上述情况的概率很小。

建议的维护维修内容：

1、 使用满5年以上，进行一次例行检查，对螺钉头胶封进行一次加固， 加固材料可以使用油漆、沥青、环氧树脂，防止螺钉锈蚀。如果出现 碳纤维增强布脱落，可以表面用砂纸打磨后重新粘接。

2、 使用满10年以上后，可以考虑对表面刷一次油漆，这样对防止基材老化非常有益，可以延长产品的使用寿命。

四、 材质说明

本产品主要材料包括：

无碱玻璃纤维；环氧树脂（主体为中温固化体系，少量常温固化体系用于连接）；碳纤维（T700）；不锈钢（连接螺钉） 本产品生产中不产生有毒有害物质，使用中老化分解过程不产生有毒有害物质。不包含铅、铬、砷等有毒重金属，不含有石棉、二噁英等致癌物。在水的 长期浸泡下无溶出物，材料对环境安全。

对操作人员短期的皮肤接触不会引起过敏等短期不良反应，不存在致癌、 致畸等长期不良。但是，请注意如需要加工打磨本材料时，要采取必要的防护措 施，包括带防尘口罩，穿戴工作服。加工的粉尘可能引起皮肤的不适，工作完毕 应洗浴。粉尘吸入后，可能引起呼吸道不适，长期接触可能引起呼吸道疾病。因 此特别提醒注意进行打磨、钻孔时应佩戴口罩。1

槽体材料主要力学性能指标检验结果：

本词条内容贡献者为:

李勇 - 副教授 - 西南大学