荷載和擬海洋環(huán)境耦合作用下FRP-混凝土粘結(jié)耐久性研究.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastics，簡(jiǎn)稱 CFRP)是一種新型結(jié)構(gòu)材料。因?yàn)槠渚哂懈邚?qiáng)度、高彈性模量、耐腐蝕、質(zhì)量輕、易于剪裁及便于施工等優(yōu)點(diǎn)，在混凝土結(jié)構(gòu)的補(bǔ)強(qiáng)加固領(lǐng)域中應(yīng)用日益廣泛。我國(guó)于二十世紀(jì)八十年代后期開(kāi)展CFRP的應(yīng)用研究工作，其中外部粘貼CFRP片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的加固技術(shù)之一，也是研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。但目前的研究工作大都局限于力學(xué)性能方面。由于這種技術(shù)應(yīng)

2、用時(shí)間較短，其加固后的耐久性問(wèn)題仍有待時(shí)間的驗(yàn)證。未雨綢繆，國(guó)外在上世紀(jì)九十年代初開(kāi)始涉及耐久性的研究工作。而我國(guó)則只有有限的幾個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在進(jìn)行一些探索工作。
　　本文研究了鹽霧干濕循環(huán)和紫外線老化環(huán)境作用對(duì)CFRP與混凝土粘結(jié)性能影響，同時(shí)在鹽霧干濕交替對(duì)CFRP與混凝土粘結(jié)性能影響中考慮了荷載效應(yīng)影響。具體研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1)通過(guò)8組48片CFRP片材在硫酸鹽劣化環(huán)境下的拉伸性能試驗(yàn)，研究了碳纖維布層

3、數(shù)、鹽霧干濕循環(huán)對(duì)CFRP的拉伸強(qiáng)度、彈性模量、延伸率等力學(xué)性能的影響。研究結(jié)果表明，纖維布層數(shù)對(duì)CFRP片材的拉伸強(qiáng)度和彈性模量沒(méi)有關(guān)系，但延伸率隨著層數(shù)的增加有所增大；鹽霧干濕循環(huán)對(duì)CFRP片材起硬化作用，從而使CFRP片材的彈性模量增加，但會(huì)導(dǎo)致其延伸率下降。
　　2)通過(guò)8組24根梁加固試件在硫酸鈉鹽霧侵蝕和紫外線老化作用環(huán)境下的粘結(jié)彎剪實(shí)驗(yàn)，初步得到了硫酸鈉鹽霧侵蝕和紫外線老化作用對(duì)CFRP與混凝土粘結(jié)界面剪切性能的影響

4、規(guī)律。研究表明，在10％濃度的硫酸鈉鹽霧干濕循環(huán)作用240次后，CFRP與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度下降18%。紫外線老化主要是對(duì)表面膠體產(chǎn)生影響，使膠體硬化，濕氣的侵入，加劇了對(duì)碳纖維基體的影響，從而導(dǎo)致碳纖維同混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度降低了15%。
　　3)通過(guò)30根CFRP加固混凝土鉸接梁在鹽霧干濕循環(huán)和長(zhǎng)期荷載耦合作用下，進(jìn)行了CFRP—混凝土界面粘結(jié)性能耐久性試驗(yàn)研究。本研究改進(jìn)了混凝土梁長(zhǎng)期加載裝置及修正梁鉸接方式，使其更符合研究的目的