關(guān)于樹脂基復(fù)合材料在野戰(zhàn)工事中的應(yīng)用
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論文摘要：復(fù)合材料(Compositematerials)，是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。由于各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求，其中以樹脂基復(fù)合材料應(yīng)用最廣。
論文關(guān)鍵詞：野戰(zhàn)工事；符合材料
野戰(zhàn)工事是戰(zhàn)役、戰(zhàn)斗的準(zhǔn)備和實(shí)施過(guò)程中，利用、改造地形，使用就便器材或預(yù)制構(gòu)件，快速構(gòu)筑的臨時(shí)工事。對(duì)常規(guī)武器和核武器、生物武器和化學(xué)武器的殺傷破壞作用具有較高的抵抗能力和較好的防護(hù)效果。50年代以前，我軍的野戰(zhàn)工事主要是以木材、鋼材和鋼筋混凝土就便材料工事，作戰(zhàn)時(shí)臨時(shí)構(gòu)筑。60年代以后，先后研制了裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件工事、型鋼工事、波紋鋼工事、鋼絲網(wǎng)水泥工事、骨架柔性被覆工事等制式器材。這一時(shí)期的工事，重量大、構(gòu)件體積大、構(gòu)筑速度慢、土建作業(yè)量大、撤收難，陣地轉(zhuǎn)移慢，機(jī)動(dòng)性能不高，難以適應(yīng)機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)的需要。從80年代開始，隨著復(fù)合材料的發(fā)展，制作野戰(zhàn)工事的材料由傳統(tǒng)的鋼材、木材和鋼筋混凝土材料轉(zhuǎn)向新型復(fù)合材料，我軍先后研制了玻璃鋼工事、玻璃纖維增強(qiáng)水泥工事、玻璃鋼或鋁合金作面板和泡沫作芯材的復(fù)合材料工事。這一時(shí)期的工事，雖然重量較輕，構(gòu)件體積較小，但是工事的跨度較小、抗力低，難以滿足部隊(duì)平戰(zhàn)結(jié)合的需要。直到90年代,采用“新材料、新工藝、新思想”設(shè)計(jì)的玻璃鋼夾層野戰(zhàn)工事系列，才第一次使野戰(zhàn)工事輕型化、機(jī)動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化,形成單一材料、多種結(jié)構(gòu)型式、多種抗力和多種使用性能的系列化。
國(guó)外是從60年代初期開始使用復(fù)合材料野戰(zhàn)工事的。美國(guó)、法國(guó)、意大利、日本、德國(guó)、瑞典等國(guó)都有用玻璃鋼制成的掩蔽部、防彈板、彈藥庫(kù)等,對(duì)于玻璃鋼工事的試驗(yàn)研究,外軍早在二次世界大戰(zhàn)時(shí)就開始了相關(guān)研究,并已有各種玻璃鋼工事裝備部隊(duì),如美軍的輕型玻璃鋼裝配式掩蓋工事(長(zhǎng)6-18米,寬3米,高約3米);英國(guó)研制的玻璃鋼掩蔽部可容納6人,復(fù)土±115米,抗沖擊波超壓0186kg/cm2。此外還有日本研制的薄殼形玻璃鋼工事頂蓋、瑞典的玻璃鋼夾層球形掩蔽部等等,均起到了較好的防護(hù)效果。
一、玻璃鋼復(fù)合材料用于野戰(zhàn)工事的優(yōu)點(diǎn)
玻璃鋼（FRP）亦稱作GRP，即纖維強(qiáng)化塑料，是一種樹脂基復(fù)合材料。一般指用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體。
玻璃鋼是目前世界上產(chǎn)量最大、用途最廣的復(fù)合材料，玻璃鋼工業(yè)是如今最熱門的工業(yè)之一，它以其優(yōu)良的性能在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，如:儲(chǔ)罐、管道、建筑、交通運(yùn)輸、運(yùn)動(dòng)與游樂(lè)器材、船艇等方面都得到廣泛應(yīng)用。在野戰(zhàn)筑城中，用玻璃鋼做的各種工事在戰(zhàn)爭(zhēng)中起到了重要作用，在未來(lái)高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
FRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料,簡(jiǎn)稱玻璃鋼)是以合成樹脂為基體、玻璃纖維(織物)為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料。具有許多優(yōu)良的特性:
?。ㄒ唬┹p質(zhì)高強(qiáng)，比重114-2.0,約為鋼的1/5,鋁的1/2,其比強(qiáng)度和比模量超過(guò)鋼和鋁合金；（二）沖擊韌性好，適宜于承受動(dòng)荷載及爆炸沖擊荷載；（三）抗老化及阻燃性好(玻璃鋼中加入阻燃劑或采用阻燃樹脂再加入阻燃劑，可滿足防火要求)；（四）其夾層結(jié)構(gòu)隔熱保溫性能好，導(dǎo)熱系數(shù)和熱應(yīng)力小(分別為鋼管的0.14%和1/11)；（五）電絕緣性能好，可安全地應(yīng)用于輸電、電信密集區(qū)；（六）設(shè)計(jì)和可施工性好，安裝快捷方便、安全，幾乎不動(dòng)火。
因此，F(xiàn)RP極適宜于制作野戰(zhàn)工程中的快速裝配式預(yù)制構(gòu)件，在防護(hù)工程野戰(zhàn)工事的應(yīng)用上越來(lái)越受到重視。
目前所用的玻璃纖維，其應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖所示，從圖中可以看出，單纖維受力不一致，股紗破壞呈現(xiàn)一個(gè)逐步斷裂的過(guò)程。最常用的玻璃纖維布有平紋、斜紋和緞紋等，其中斜紋中的2/2斜紋布鋪覆性較好，較適用于制作玻璃鋼工事構(gòu)件。合成樹脂在玻璃鋼中的作用，是將分散的玻璃纖維或其織物粘結(jié)成一個(gè)整體，同時(shí)已固化的樹脂又是玻璃鋼的一組分，其性能將直接影響玻璃鋼的力學(xué)、耐溫、耐腐蝕和介電等性能，此樹脂的選擇也非常重要。用于玻璃鋼的常用樹脂大部分為熱固性樹脂，主要有不飽和聚酯、環(huán)氧、酚醛以及改性的聚酯和環(huán)氧。玻璃鋼工事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，既要滿足構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化的要求，又要滿足荷載要求，同時(shí)盡量使生存空間有舒適感。其結(jié)構(gòu)形式基本上有兩類：筒殼和球殼。對(duì)于單一玻璃鋼材料，壁厚度通常取6-10mm，對(duì)于夾層材料，一般取蒙皮厚2-4mm，夾芯厚40-60mm。
論文關(guān)鍵詞：野戰(zhàn)工事；符合材料
野戰(zhàn)工事是戰(zhàn)役、戰(zhàn)斗的準(zhǔn)備和實(shí)施過(guò)程中，利用、改造地形，使用就便器材或預(yù)制構(gòu)件，快速構(gòu)筑的臨時(shí)工事。對(duì)常規(guī)武器和核武器、生物武器和化學(xué)武器的殺傷破壞作用具有較高的抵抗能力和較好的防護(hù)效果。50年代以前，我軍的野戰(zhàn)工事主要是以木材、鋼材和鋼筋混凝土就便材料工事，作戰(zhàn)時(shí)臨時(shí)構(gòu)筑。60年代以后，先后研制了裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件工事、型鋼工事、波紋鋼工事、鋼絲網(wǎng)水泥工事、骨架柔性被覆工事等制式器材。這一時(shí)期的工事，重量大、構(gòu)件體積大、構(gòu)筑速度慢、土建作業(yè)量大、撤收難，陣地轉(zhuǎn)移慢，機(jī)動(dòng)性能不高，難以適應(yīng)機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)的需要。從80年代開始，隨著復(fù)合材料的發(fā)展，制作野戰(zhàn)工事的材料由傳統(tǒng)的鋼材、木材和鋼筋混凝土材料轉(zhuǎn)向新型復(fù)合材料，我軍先后研制了玻璃鋼工事、玻璃纖維增強(qiáng)水泥工事、玻璃鋼或鋁合金作面板和泡沫作芯材的復(fù)合材料工事。這一時(shí)期的工事，雖然重量較輕，構(gòu)件體積較小，但是工事的跨度較小、抗力低，難以滿足部隊(duì)平戰(zhàn)結(jié)合的需要。直到90年代,采用“新材料、新工藝、新思想”設(shè)計(jì)的玻璃鋼夾層野戰(zhàn)工事系列，才第一次使野戰(zhàn)工事輕型化、機(jī)動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化,形成單一材料、多種結(jié)構(gòu)型式、多種抗力和多種使用性能的系列化。
國(guó)外是從60年代初期開始使用復(fù)合材料野戰(zhàn)工事的。美國(guó)、法國(guó)、意大利、日本、德國(guó)、瑞典等國(guó)都有用玻璃鋼制成的掩蔽部、防彈板、彈藥庫(kù)等,對(duì)于玻璃鋼工事的試驗(yàn)研究,外軍早在二次世界大戰(zhàn)時(shí)就開始了相關(guān)研究,并已有各種玻璃鋼工事裝備部隊(duì),如美軍的輕型玻璃鋼裝配式掩蓋工事(長(zhǎng)6-18米,寬3米,高約3米);英國(guó)研制的玻璃鋼掩蔽部可容納6人,復(fù)土±115米,抗沖擊波超壓0186kg/cm2。此外還有日本研制的薄殼形玻璃鋼工事頂蓋、瑞典的玻璃鋼夾層球形掩蔽部等等,均起到了較好的防護(hù)效果。
一、玻璃鋼復(fù)合材料用于野戰(zhàn)工事的優(yōu)點(diǎn)
玻璃鋼（FRP）亦稱作GRP，即纖維強(qiáng)化塑料，是一種樹脂基復(fù)合材料。一般指用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體。
玻璃鋼是目前世界上產(chǎn)量最大、用途最廣的復(fù)合材料，玻璃鋼工業(yè)是如今最熱門的工業(yè)之一，它以其優(yōu)良的性能在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，如:儲(chǔ)罐、管道、建筑、交通運(yùn)輸、運(yùn)動(dòng)與游樂(lè)器材、船艇等方面都得到廣泛應(yīng)用。在野戰(zhàn)筑城中，用玻璃鋼做的各種工事在戰(zhàn)爭(zhēng)中起到了重要作用，在未來(lái)高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。
FRP(玻璃纖維增強(qiáng)塑料,簡(jiǎn)稱玻璃鋼)是以合成樹脂為基體、玻璃纖維(織物)為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料。具有許多優(yōu)良的特性:
?。ㄒ唬┹p質(zhì)高強(qiáng)，比重114-2.0,約為鋼的1/5,鋁的1/2,其比強(qiáng)度和比模量超過(guò)鋼和鋁合金；（二）沖擊韌性好，適宜于承受動(dòng)荷載及爆炸沖擊荷載；（三）抗老化及阻燃性好(玻璃鋼中加入阻燃劑或采用阻燃樹脂再加入阻燃劑，可滿足防火要求)；（四）其夾層結(jié)構(gòu)隔熱保溫性能好，導(dǎo)熱系數(shù)和熱應(yīng)力小(分別為鋼管的0.14%和1/11)；（五）電絕緣性能好，可安全地應(yīng)用于輸電、電信密集區(qū)；（六）設(shè)計(jì)和可施工性好，安裝快捷方便、安全，幾乎不動(dòng)火。
因此，F(xiàn)RP極適宜于制作野戰(zhàn)工程中的快速裝配式預(yù)制構(gòu)件，在防護(hù)工程野戰(zhàn)工事的應(yīng)用上越來(lái)越受到重視。
目前所用的玻璃纖維，其應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖所示，從圖中可以看出，單纖維受力不一致，股紗破壞呈現(xiàn)一個(gè)逐步斷裂的過(guò)程。最常用的玻璃纖維布有平紋、斜紋和緞紋等，其中斜紋中的2/2斜紋布鋪覆性較好，較適用于制作玻璃鋼工事構(gòu)件。合成樹脂在玻璃鋼中的作用，是將分散的玻璃纖維或其織物粘結(jié)成一個(gè)整體，同時(shí)已固化的樹脂又是玻璃鋼的一組分，其性能將直接影響玻璃鋼的力學(xué)、耐溫、耐腐蝕和介電等性能，此樹脂的選擇也非常重要。用于玻璃鋼的常用樹脂大部分為熱固性樹脂，主要有不飽和聚酯、環(huán)氧、酚醛以及改性的聚酯和環(huán)氧。玻璃鋼工事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，既要滿足構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化的要求，又要滿足荷載要求，同時(shí)盡量使生存空間有舒適感。其結(jié)構(gòu)形式基本上有兩類：筒殼和球殼。對(duì)于單一玻璃鋼材料，壁厚度通常取6-10mm，對(duì)于夾層材料，一般取蒙皮厚2-4mm，夾芯厚40-60mm。