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《玻璃纖維增強(qiáng)聚合物筋耐久性與其增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料分析》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、隸劫大·譬碩士學(xué)位論文萬方數(shù)據(jù)玻璃纖維增強(qiáng)聚合物筋耐久性及其增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料研究導(dǎo)師姓名:處焦夔攫鑒全注巫塞雖本論文獲科研協(xié)作項(xiàng)目(玻璃纖維增強(qiáng)聚合物(GFRP)筋混凝土在鹽堿環(huán)境下的耐久性與施工技術(shù)研究)資助。鞭Y2萬方數(shù)據(jù)70ss42I也SEARCHOFTHEDURABILITYOFGLASFIBERRED曬OR旺DPOL'蜘ⅥERREBARANDRED師ORCEDCEMEN■BASEDCOMPOSITESAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDe
2、greeofMasterofEngineeringBY、7ⅢSheng-pingSupervisedbyProf.SUNWreiandProf.JIANGJin-yangSchoolofMaterialsScienceandEngineeringSoutheastUniversityJune2014萬方數(shù)據(jù)東南大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得東南大
3、學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研究生簽名:越:陛聾日期:塑壘:笪:蘭東南大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明東南大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的復(fù)印件和電子文檔,可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致,除在保密期內(nèi)的保密論文外,允許論文被查閱和借閱,可以公布(包括以電子信息形式刊登)論文的全部內(nèi)容或中、英文摘要等部分內(nèi)容。論文的公布(包括以電子信息形式刊登)
4、授權(quán)東南大學(xué)研究生院辦理。髖蝴輒呼別醛氆呼萬方數(shù)據(jù)摘要鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主要形式,但是鋼筋銹蝕問題嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的服役性能。而纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料得益于其優(yōu)異的物理化學(xué)性能,在土木工程結(jié)構(gòu)修補(bǔ)、加固和增強(qiáng)方面得到廣泛應(yīng)用。其中,玻璃纖維增強(qiáng)聚合物(GFRP)筋具有拉伸強(qiáng)度高、質(zhì)輕、抗疲勞、性價(jià)比高等特點(diǎn),是代替鋼筋增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的理想材料。但同時(shí),較差的耐水、堿等環(huán)境侵蝕性能限制了GFRP筋在土木工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。因此研究海洋和堿環(huán)境下GFRP筋的性能退變規(guī)律和侵蝕機(jī)理,提高GFRP筋的耐侵蝕能力
5、成為復(fù)合材料領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。本文首先測試了GFRP筋在腐蝕前的基本物理性能、吸濕性能、高溫性能及力學(xué)性能;然后研究了常溫及60℃高溫條件下,GFRP筋在潮濕、海洋、堿和鹽堿等環(huán)境模擬溶液作用下拉伸強(qiáng)度、拉伸彈性模量和極限應(yīng)變的變化規(guī)律;最后通過SEM/EDS、X.CT和XRF微觀分析技術(shù)對侵蝕前后GFRP的表觀形貌、微觀結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成進(jìn)行了分析,結(jié)合擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)、高分子物理、高分子化學(xué)等相關(guān)理論,從基體、纖維.基體界面和纖維三方面揭示了GFRP筋在多種環(huán)境條件的侵蝕機(jī)理?;谠囼?yàn)研究得出以下結(jié)論:(1)GFRP
6、筋試樣的密度約為鋼筋密度的23%,公稱直徑10.33mm試樣拉伸強(qiáng)度為923.4MPa,約為普通鋼筋拉伸強(qiáng)度的2~3倍,拉伸彈性模量為33.9GPa。壓力作用下GFRP筋發(fā)生橫向劈裂破壞,抗壓強(qiáng)度與試樣直徑、長度有關(guān)。GFRP筋的平均吸水率擬合曲線表明,隨著齡期的增加,吸水率增長速率減小,直至試樣處于飽和狀態(tài),長期浸泡會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量減小現(xiàn)象。高溫條件下,GFRP筋基體首先軟化,發(fā)生熱降解和交聯(lián),失去對纖維的保護(hù)和粘結(jié)作用,玻璃纖維裸露呈亮白色。(2)混凝土與GFRP筋具有較好的粘結(jié)性能,GFRP筋表面粘砂層附著于混凝土內(nèi)
7、部,隨著混凝土強(qiáng)度等級的提高,粘結(jié)強(qiáng)度增大,混凝土內(nèi)埋GFRP筋剩余強(qiáng)度增大。常溫下,GFRP筋的力學(xué)性能對潮濕及海洋環(huán)境不敏感,堿及鹽堿復(fù)合環(huán)境中GFRP筋最小剩余拉伸強(qiáng)度分別為78.482%和75.05%,彈性模量最大損失分別為9.14%和10.62%。60℃條件下,離子的遷移速率加快,因此試樣表面有白色析出物產(chǎn)生;鹽堿復(fù)合作用發(fā)生了多離子侵蝕過程,加劇了GFl心筋的劣化程度。(3)GFRP筋試樣內(nèi)部存在微裂縫、孔隙等原始缺陷,在環(huán)境侵蝕過程中其缺陷會(huì)不斷積累與擴(kuò)展,因此GFRP的劣化過程與環(huán)境溫度、溶液濃度等多
8、因素有關(guān)。常溫條件下,潮濕環(huán)境、混凝土環(huán)境及海洋環(huán)境模擬溶液侵蝕作用下的GFRP筋表觀形貌完整,化學(xué)成分基本保持不變而強(qiáng)堿性模擬液及鹽堿復(fù)合模擬溶液侵蝕下的GFRP筋表面析出白色顆粒,產(chǎn)生蝕坑現(xiàn)象。60。C高溫條件下,離子擴(kuò)散和侵蝕速率加快,強(qiáng)堿及鹽堿復(fù)合環(huán)境下,GFRP筋基體發(fā)生物理溶脹及化學(xué)分解,粘砂層脫落,表面基體粉化,剝?nèi)f方數(shù)據(jù)東南大學(xué)