本文關(guān)鍵詞：表面涂覆膠黏劑對(duì)碳纖維拉擠板材耐濕熱性能的影響　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂(CFRP)復(fù)合材料是性能優(yōu)異的新型結(jié)構(gòu)材料,近年來被廣泛應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)的改造、加固及新建結(jié)構(gòu)的建設(shè)。土木工程結(jié)構(gòu)的服役環(huán)境(如溫度、濕度、紫外光、干濕循環(huán)等)惡劣,會(huì)導(dǎo)致碳纖維復(fù)合材料的性能發(fā)生退化,因此,為保證碳纖維復(fù)合材料在土木工程結(jié)構(gòu)中安全設(shè)計(jì)與應(yīng)用,需要系統(tǒng)研究碳纖維復(fù)合材料在各種服役環(huán)境下的耐久性能。CFRP板材應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)外粘結(jié)加固,CFRP板材與混凝土間通過膠黏劑粘結(jié),該粘結(jié)劑的存在,將阻隔水分子或強(qiáng)堿性混凝土滲出水對(duì)碳纖維板材的侵蝕,從而可能對(duì)CFRP板材的耐久性能有正面作用。前期的碳纖維板材耐久性能研究,均未考慮膠黏劑涂層的作用,這可能導(dǎo)致研究結(jié)果與實(shí)際退化情況不一致。因此,本文將研究表面涂覆膠黏劑的CFRP材在水或強(qiáng)堿溶液浸泡條件下的水吸收與力學(xué)性能演化,以期得到更接近服役狀態(tài)的碳纖維拉擠板材的耐久性能。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)未涂覆膠黏劑的CFRP板材,隨著溫度升高,其吸水速率逐漸升高;強(qiáng)堿溶液浸泡環(huán)境中,CFRP拉擠板的吸水速率高于水浸泡;對(duì)浸泡于60 oC強(qiáng)堿溶液中的CFRP板材,樹脂發(fā)生水解反應(yīng)。表面均勻涂覆膠黏劑后,同樣浸泡時(shí)間內(nèi),CFRP拉擠板的水吸水率明顯降低。Abaqus有限元軟件模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測試得到的水吸收曲線結(jié)果基本吻合。對(duì)于未涂覆膠黏劑的CFRP拉擠板,在水及強(qiáng)堿溶液浸泡條件下,其拉伸性能均緩慢下降,但面內(nèi)剪切強(qiáng)度相對(duì)下降更為明顯,如在60 oC蒸餾水與強(qiáng)堿溶液浸泡三個(gè)月后,CFRP拉擠板的面內(nèi)剪切強(qiáng)度分別下降了18.8%和48.8%。涂覆膠黏劑后,在同樣浸泡條件下,CFRP板的拉伸強(qiáng)度保持不變,但面內(nèi)剪切強(qiáng)度仍有一定的退化,60 oC蒸餾水與強(qiáng)堿溶液浸泡三個(gè)月后CFRP板面內(nèi)剪切強(qiáng)度退化達(dá)29.1%和32.8%。
[Abstract]:Carbon fiber reinforced epoxy resin (CFRP) composite is a new type of structural material with excellent properties, which has been widely used in civil engineering in recent years. The service environment of civil engineering structure (such as temperature, humidity, ultraviolet light, dry-wet cycle, etc.) is bad, which will lead to the degradation of the properties of carbon fiber composites. In order to ensure the safety design and application of carbon fiber composites in civil engineering structures. It is necessary to systematically study the durability of carbon fiber composites in various service environments. CFRP sheets are applied to the external bond strengthening of concrete structures and bonding between CFRP sheets and concrete through adhesive. The presence of the binder will block water molecules or strong alkaline concrete seepage water on carbon fiber sheet erosion. Therefore, it may have a positive effect on the durability of CFRP sheet. The previous study on durability of carbon fiber sheet did not consider the effect of adhesive coating. Therefore, the water absorption and mechanical properties of CFRP coated with adhesive in water or strong alkali solution were studied in this paper. It is found that the water absorption rate of the uncoated CFRP sheet increases with the increase of temperature. The water absorption rate of CFRP pultrusion plate in strong alkali solution was higher than that in water immersion. For the CFRP plate soaking in 60oC strong alkali solution, the resin was hydrolyzed, and the surface was evenly coated with adhesive, and the same soaking time was obtained. The water absorbency of CFRP pullout plate is obviously decreased. The results of finite element software simulation are in good agreement with the water absorption curve obtained by the experiment. For the CFRP extruded plate with uncoated adhesive, the water absorption rate of the extruded plate is obviously reduced. After soaking in water and strong alkali solution, the tensile properties of the samples decreased slowly, but the in-plane shear strength decreased more obviously, for example, after soaking in 60oC distilled water and strong alkali solution for three months. The in-plane shear strength of CFRP extruded plate decreased by 18.8% and 48.8.The tensile strength of CFRP plate remained unchanged under the same soaking conditions. However, the in-plane shear strength is still degraded to a certain extent. The in-plane shear strength of CFRP plate degenerates to 29.1% and 32.8% after soaking in 60 OC distilled water and strong alkali solution for three months.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB332

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