Vật liệu tổng hợp Fiber (Fiber Reinformed Polymer, được gọi là FRP) ám chỉ một loại vật liệu tổng hợp mới sử dụng chất liên tục như một chất kết hợp và chất nhựa kết hợp như một ma trận, trộn theo một tỉ lệ nhất định và được tạo ra bởi một quá trình tổng hợp nhất định. Đối với FRP, liên tục sợi là cơ thể chính của lực lượng, và vai trò của ma trận là để kết nối các sợi tơ và phối hợp lực lượng. Vì vậy, các tính chất của sợi và ma trận đồng thời xác định các tính chất vĩ mô-cơ khí của FRP.

Theo kiểu sợi liên tục trong FRP, FRP thường được dùng trong kỹ thuật dân sự có thể chia thành chất cacbon gia cố (CFRP), sợi thủy tinh gia cố vật liệu tổng hợp (GFRP), chất liệu basalt được gia cố (BRP) và chất liệu được gia cố sợi aramid (AFRP) v.v... Đối với các loại vật liệu FRP khác nhau, do các loại sợi khác nhau, sức mạnh và độ dẻo dai của chúng khá khác nhau, nhưng đặc tính đáng chú ý nhất là tính đàn hồi tuyến tính của vật liệu. Các thuộc tính cơ học của các vật liệu FRP phổ biến được hiển thị trên con số

Vật liệu củng cố cấu trúc thường dùng nhất trong ngành công nghiệp là thép.So với thép, vật liệu FRP có đặc tính cơ học khác nhau đáng kể, như được thấy trong con số này.Do đó, hiểu biết và nắm vững các đặc điểm của vật liệu FRP là thuận lợi để tận dụng lợi ích của FRP trong các ứng dụng kỹ thuật dân sự.So với vật liệu truyền thống, các vật liệu FRP có những ưu điểm sau:

(1) Trọng lượng nhẹ và cường độ cao

Vật liệu FRP có trọng lượng nhẹ và độ bền cao. Sức bền của sợi cacbon, thường được sử dụng nhất trong kỹ thuật dân sự, có thể đạt gấp 10 lần so với thép thông thường, và trọng lượng của nó chỉ bằng 1/4 của thép. Những đặc điểm nhẹ và mạnh mẽ của FRP làm cho nó có thể giảm trọng lượng và đỉnh cao của cấu trúc kỹ thuật. Ví dụ, việc sử dụng vật liệu FRP thay vì thép, mạng lưới đo độ bão hòa nhẹ, boong cầu FRP nhẹ, v.v... Có thể giảm sức nặng của cấu trúc và nhận ra sự nhỏ bé của những tòa nhà siêu cao tầng và những cây cầu dài. Việc sử dụng dây cáp FRP có thể làm tăng thêm độ dài của những cây cầu. Ngoài ra, những đặc tính nhẹ nhàng của các thành phần FRP khiến chúng dễ dàng vận chuyển và cài đặt, và ứng dụng của chúng trong các cấu trúc mới có lợi cho việc sản xuất công nghiệp; ứng dụng của chúng trong tăng cường và phục hồi nhanh chóng sau kỷ luật tại các khu vực với phương tiện giao thông bất tiện.

(2) Độ bền tốt

Vật liệu FRP có khả năng kháng cự tốt. Tỉ lệ suy thoái của hầu hết các FRP trong môi trường khắc nghiệt thấp hơn nhiều so với thép, và có thể được sử dụng trong một thời gian dài trong axit, alkali, muối và ẩm. Trong vùng sóng phun ra ở bờ biển California, Hoa Kỳ, GFRP, được dùng để sửa chữa những cấu trúc bê tông bị mòn và bị hư hại nghiêm trọng, đã được phục vụ hơn 10 năm, và những chỉ số hiệu suất của GFRP và sự toàn vẹn của cấu trúc đã không thay đổi đáng kể. Các cấu trúc bê tông được củng cố nói chung sẽ có những vết nứt gây ra bởi sự gia tăng của thép trong 5-15 năm nữa. Nếu chúng không được sửa chữa kịp thời và các biện pháp chống tham nhũng vừa đủ, thì cấu trúc sẽ nhanh chóng đến giới hạn thiệt hại.

(3) Kháng cự mệt mỏi tuyệt vời

Vật liệu FRP có khả năng kháng cự mệt mỏi tuyệt vời. Các cuộc nghiên cứu cho thấy rằng BFRP có thể nạp theo chu kỳ hai triệu lần tại khoảng 60% áp lực tối đa mà không bị gãy. Dưới cùng tỉ lệ căng thẳng đó, sự chống chọi mệt mỏi của CFRP tốt hơn nhiều so với thép kết cấu. Xét nghiệm mệt mỏi của cấu trúc bê tông được tăng cường cho thấy sự thất bại của mẫu vật bắt đầu từ việc vỡ gãy thanh thép.

(4) Khả năng thiết kế mạnh mẽ

Khả năng thiết kế của FRP phần lớn được phản ánh trong hai khía cạnh. Một mặt, hiệu suất của vật liệu tổng hợp có thể được thiết kế bằng cách thay đổi hướng và trình tự của các lớp FRP, để tối đa hóa hiệu ứng sửa chữa. Mặt khác, có rất nhiều loại FRP, và các FRP khác nhau có sự khác biệt rõ ràng về mô-đun co giãn, sức mạnh, kéo dài, vân vân.Qua sự pha trộn của các FRP khác nhau và sự kết hợp của FRP và thép, các tính chất cơ học toàn diện của FRP có thể được cải thiện, và các vật liệu cấu trúc đáp ứng các yêu cầu của các cấu trúc kỹ thuật khác nhau và hiệu quả toàn diện cao có thể được thực hiện.

Tính năng của công nghệ FRP được tăng cường từ bên ngoài

FRP được gắn bên ngoài vào công nghệ tăng cường của cấu trúc thép là để dán tờ FRP lên bề mặt của phần bị hư hại của cấu trúc thép bằng cách phủ một chất dính đặc biệt lên bề mặt của khu vực bị hư hại của cấu trúc thép. Một phương pháp củng cố để làm cho cấu trúc thép và FRP dán thành một toàn bộ, phối hợp biến dạng và làm việc với nhau.So sánh với phương pháp củng cố cấu trúc thép truyền thống, công nghệ thép gia cố bên ngoài FRP có lợi thế rõ ràng, mà có thể được tóm tắt gần như vào ba khía cạnh sau

(1) Lợi thế trong việc sản xuất vật chất

So sánh với đĩa thép trong phương pháp củng cố truyền thống, vật liệu FRP có sức mạnh đặc biệt và độ cứng cụ thể cao hơn, và lượng FRP cần thiết để đạt được cùng một sức mạnh thì ít và nhẹ hơn.Do đó, trọng lượng và kích thước của cấu trúc ban đầu cơ bản không tăng sau khi tăng cường.FRP có khả năng chống lại axit, alkali, muối và các phương tiện truyền thông khác. Mặc dù giá nguyên liệu của FRP cao hơn giá thép, nhưng sự tăng cường FRP có thể giảm chi phí bảo trì vào thời kỳ sau này, nhờ đó giảm bớt chu kỳ sinh tử của cấu trúc. Chất liệu FRP có khả năng chống mệt mỏi tốt và có thể tránh được ảnh hưởng xấu của phương pháp củng cố truyền thống của đĩa thép chính nó trên hiệu ứng tăng cường.FRP là thiết kế cao, và hiệu ứng sửa chữa có thể được tối đa hóa bằng cách thay đổi cấu trúc của FRP và chiều hướng và thứ tự của FRP dựa theo mức độ thiệt hại và căng thẳng của cấu trúc.

(2) Ưu điểm trong hiệu suất lực

So sánh với phương pháp hàn và làm bằng thép, sự gia cố bên ngoài hồ dán FRP không thêm những hàn mới, không tạo ra những căng thẳng không cần thiết, và cũng không đòi hỏi phải khoan kim loại cơ bản.Do đó, về cơ bản không có hư hại nào cho cấu trúc ban đầu, và không có một nguồn cảm biến nào mới được hình thành.So với phương pháp dán tấm thép, do độ dày nhỏ của FRP, sự tập trung căng thẳng của giao diện liên kết thấp hơn. Ngoài ra, FRP bên ngoài được gắn bên ngoài thuộc về kết nối liên hành tinh, và toàn bộ bề mặt liên kết có thể chịu được tải, mà vượt qua các khuyết điểm của phương pháp hàn gắn chỉ phụ thuộc vào các mối hàn và phương pháp kết nối vít chỉ phụ thuộc vào các bu lông để truyền lực lượng, để lực lượng truyền tải sau khi củng cố hơn và hiệu quả hơn nữa

(3) Lợi thế trong việc xây dựng

Phương pháp củng cố bên ngoài FRP là tiện lợi và hiệu quả trong việc xây dựng. Thông qua sự gia cố bên ngoài của FRP, sự mất mát kinh tế do tắc nghẽn giao thông và việc ngừng sản xuất có thể được giảm đáng kể. Ngoài ra, thuốc chống đông máu ngoài không cần phải có lửa, và thích hợp để củng cố môi trường và thành phần đặc biệt như các nhà máy lọc dầu và các đường ống dầu.