纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料(Fiber reinforced polymer,FRP)具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕與易施工等優(yōu)點(diǎn),能夠取代傳統(tǒng)土木工程材料(鋼材、木材等),用于結(jié)構(gòu)的加固或增強(qiáng)。鑒于土木工程結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)(建筑結(jié)構(gòu)一般50年以上)和工程環(huán)境的復(fù)雜性(水酸堿鹽等腐蝕環(huán)境),FRP在實(shí)際服役環(huán)境下的耐久性能是影響FRP土木工程結(jié)構(gòu)應(yīng)用的重要因素之一。近年來,具有更高可持續(xù)性的海水-海砂混凝土(Seawater and sea sand concrete,SWSSC)被認(rèn)為可以在某些領(lǐng)域替代傳統(tǒng)的混凝土。為避免鋼筋腐蝕,SWSSC增強(qiáng)筋一般需要采用耐腐蝕的FRP筋。但在SWSSC環(huán)境(高鹽堿)下,FRP筋的長(zhǎng)期性能的演化規(guī)律與機(jī)理尚不清楚,影響了SWSSC的推廣與應(yīng)用。鑒于此,本文以FRP內(nèi)纖維-樹脂界面粘結(jié)耐久性為切入點(diǎn),研究了模擬海水-海砂混凝土孔溶液(鹽堿溶液)浸泡下FRP筋的長(zhǎng)期性能演化。本文主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)纖維表面處理對(duì)碳纖維-環(huán)氧樹脂界面粘結(jié)強(qiáng)度的作用機(jī)理:用微脫粘法研究了電化學(xué)氧化和上漿劑對(duì)碳纖維-環(huán)氧樹脂界面粘結(jié)強(qiáng)度及其耐濕熱性能的影響規(guī)律,借助XPS(X...

【文章頁數(shù)】：196 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析
        1.2.1 FRP分類及其耐久性
        1.2.2 纖維-樹脂界面性能表征方法
        1.2.3 纖維-樹脂界面的耐濕熱性能研究
        1.2.4 應(yīng)力與環(huán)境耦合作用對(duì)FRP性能的影響
        1.2.5 FRP長(zhǎng)期壽命預(yù)測(cè)模型
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
第2章 纖維表面處理對(duì)碳纖維-環(huán)氧樹脂界面粘結(jié)性能的影響
    2.1 引言
    2.2 原材料
        2.2.1 碳纖維及其表面處理
        2.2.2 樹脂類型
    2.3 試驗(yàn)方法
        2.3.1 單纖維力學(xué)性能測(cè)試
        2.3.2 單纖維浸潤(rùn)性能測(cè)試
        2.3.3 單纖維表面形貌表征
        2.3.4 X射線光電子能譜表征
        2.3.5 微脫粘測(cè)試方法
    2.4 結(jié)果及討論
        2.4.1 表面處理對(duì)纖維拉伸性能的影響
        2.4.2 表面處理對(duì)纖維表面化學(xué)成分的影響
        2.4.3 表面處理對(duì)單纖維浸潤(rùn)性能的影響
        2.4.4 表面處理對(duì)纖維-樹脂界面粘結(jié)性能的影響
        2.4.5 表面處理對(duì)纖維-樹脂界面耐濕熱性能的影響
    2.5 本章小結(jié)
第3章 水浸泡對(duì)碳纖維-環(huán)氧樹脂界面粘結(jié)性能的影響
    3.1 引言
    3.2 原材料與測(cè)試方法
        3.2.1 試驗(yàn)原材料及制備工藝
        3.2.2 層間剪切強(qiáng)度測(cè)試
        3.2.3 水吸收和解吸附測(cè)試
        3.2.4 動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析
        3.2.5 掃描電子顯微鏡分析
    3.3 表面處理對(duì)CFRP板材熱力學(xué)性能影響
        3.3.1 層間剪切強(qiáng)度
        3.3.2 動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能
    3.4 水浸泡對(duì)CFRP界面粘結(jié)強(qiáng)度的影響
        3.4.1 水吸收和解吸附行為
        3.4.2 層間剪切強(qiáng)度保留率
        3.4.3 層間剪切強(qiáng)度演化預(yù)測(cè)
        3.4.4 掃描電子顯微鏡分析
    3.5 水浸泡對(duì)CFRP動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能的影響
        3.5.1 水吸收作用
        3.5.2 水分子解吸附作用
        3.5.3 玻璃化溫度和損耗因子
        3.5.4 界面損耗因子
    3.6 本章小結(jié)
第4章 模擬海水-海砂混凝土孔溶液浸泡對(duì)纖維-樹脂界面粘結(jié)性能的影響
    4.1 引言
    4.2 原材料與測(cè)試方法
        4.2.1 試驗(yàn)原材料
        4.2.2 模擬海水-海砂混凝土孔溶液
        4.2.3 短梁剪切測(cè)試方法
        4.2.4 水吸收和解吸附測(cè)試
        4.2.5 掃描電子顯微鏡分析
        4.2.6 傅立葉變換紅外光譜法
    4.3 FRP筋短梁剪切測(cè)試方法修正
        4.3.1 局部破壞分析
        4.3.2 跨距對(duì)層間剪切強(qiáng)度的影響
        4.3.3 FRP筋類型對(duì)層間剪切強(qiáng)度的影響
    4.4 浸泡后FRP筋界面粘結(jié)性能演化
        4.4.1 短梁剪切強(qiáng)度
        4.4.2 水吸收和解吸附行為
        4.4.3 退化機(jī)理
    4.5 FRP筋層間剪切性能的壽命預(yù)測(cè)
        4.5.1 模型討論
        4.5.2 預(yù)測(cè)結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
第5章 模擬海水-海砂混凝土孔溶液浸泡對(duì)FRP筋拉伸性能的影響
    5.1 引言
    5.2 試驗(yàn)材料與測(cè)試方法
        5.2.1 試驗(yàn)原材料
        5.2.2 浸泡環(huán)境
        5.2.3 拉伸測(cè)試方法
        5.2.4 循環(huán)溶液老化系統(tǒng)
        5.2.5 掃描電子顯微鏡和能量色散X射線譜
        5.2.6 X射線計(jì)算機(jī)體層攝影
    5.3 FRP筋拉伸性能
    5.4 浸泡后FRP筋的拉伸性能
        5.4.1 拉伸性能
        5.4.2 破壞形貌及機(jī)理分析
    5.5 FRP筋長(zhǎng)期壽命預(yù)測(cè)
        5.5.1 模型選擇
        5.5.2 預(yù)測(cè)結(jié)果
    5.6 本章小結(jié)
第6章 應(yīng)力與浸泡耦合作用對(duì)FRP筋拉伸性能的影響
    6.1 引言
    6.2 原材料與測(cè)試方法
        6.2.1 試驗(yàn)原材料
        6.2.2 浸泡環(huán)境
        6.2.3 拉伸測(cè)試方法
        6.2.4 應(yīng)力加載裝置及循環(huán)溶液老化系統(tǒng)
        6.2.5 掃描電子顯微鏡分析
    6.3 老化后FRP筋拉伸性能演化
        6.3.1 拉伸強(qiáng)度與彈性模量
        6.3.2 破壞形貌對(duì)比及機(jī)理分析
    6.4 FRP筋長(zhǎng)期壽命預(yù)測(cè)
        6.4.1 模型選擇
        6.4.2 預(yù)測(cè)過程
        6.4.3 結(jié)果分析
    6.5 FRP筋長(zhǎng)期壽命預(yù)測(cè)模型修正
        6.5.1 大氣溫度和相對(duì)濕度數(shù)據(jù)搜集
        6.5.2 溫度變化修正因子
        6.5.3 相對(duì)濕度修正因子
        6.5.4 溫度效應(yīng)
        6.5.5 濕度效應(yīng)
        6.5.6 溫度和濕度組合效應(yīng)
    6.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：4037998