多功能FRP增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(Fiber Reinforced Polymer，簡稱FRP)是由纖維材料與基體材料按一定工藝復(fù)合而成，F(xiàn)RP耦合了基體材料和增強(qiáng)相的特性，通過添加第二增強(qiáng)相可以使FRP功能多樣化。將導(dǎo)電填料碳納米管（Carbon Nanotubes，簡稱CNTs）分散于環(huán)氧樹脂(Epoxy Resin簡稱EP)基體中，能夠得到具有較好的力學(xué)性能、導(dǎo)電性能和力敏性能的改性基體，采用該基體制備得到的FRP將具有良好的力阻自感知特性，為F

2、RP自損傷監(jiān)測和混凝土結(jié)構(gòu)受力狀況感知奠定基礎(chǔ)。
　　為實(shí)現(xiàn)FRP多功能化，本文通過碳納米管改性樹脂基體材料，并將其應(yīng)用于制備CFRP，進(jìn)一步探究了改性CFRP對其自身損傷和結(jié)構(gòu)受力監(jiān)測效果，研究了碳納米管改性基體對CFRP力敏性能的影響。本文依照復(fù)合材料性能的積木式評價(jià)實(shí)驗(yàn)組織方法，研究貫穿組分材料的選取、制備、基本性能與復(fù)合物的性能應(yīng)用，具體內(nèi)容如下:
　　1、本文首先討論了碳納米管分散原理和方法，并選定三輥機(jī)碾壓、超聲

3、處理和外加分散劑進(jìn)行綜合分散碳納米管，成功制備了分散性良好的碳納米管改性環(huán)氧樹脂基體，同時通過SEM進(jìn)行表征。
　　2、本文分別以碳納米管、碳納米管+碳纖維粉為導(dǎo)電填料制作了兩批改性基體，通過對改性基體的電阻測量和單向拉伸試驗(yàn)，研究了碳纖維粉、不同碳納米管摻量對樹脂基體的力學(xué)性能和電學(xué)性能的影響。然后通過兩種循環(huán)加載工況，繪制改性基體電阻-應(yīng)變曲線，研究了摻量對改性樹脂基體力敏性能的影響，并結(jié)合試件拉伸斷面SEM照片，分析了碳納米

4、管對樹脂基體的影響機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明制備的適量的碳納米管改性基體具有良好的力學(xué)性能和力敏性能。
　　3、將碳納米管改性基體用于制備改性CFRP，通過兩種循環(huán)工況下的加載實(shí)驗(yàn)，探究了碳納米管對CFRP力敏性能的改善效果，并結(jié)合電阻響應(yīng)曲線和應(yīng)力應(yīng)變曲線分析了改性CFRP對其自身內(nèi)部損傷感知能力;改性CFRP外貼混凝土沖擊實(shí)驗(yàn)，測試了改性CFRP對沖擊荷載的感知效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，適量的碳納米管能提升CFRP的力敏性能，改性CFRP能