模拟海水浸泡对玄武岩与玻璃纤维增强筋长期性能的影响

发布时间：2020-02-08 01:31

【摘要】：在海洋环境下，钢筋混凝土结构中的钢筋易被腐蚀，导致结构性能快速退化，服役寿命降低。纤维增强树脂基复合材料筋（FRP筋）具有轻质、高强、耐腐蚀等优异性能，替代钢筋用于增强混凝土结构，被认为是解决海洋环境下钢筋混凝土性能快速退化问题的可行方案之一。基于此，本文研究了玄武岩纤维与玻璃纤维增强筋在模拟海水环境下的长期性能演化规律，并通过对比研究不同纤维与增强筋在海水或水环境下的性能退化规律，揭示了FRP筋在海水浸泡下的长期性能演化机理。本文的主要研究内容与结果如下：首先，研究了玄武岩纤维与玻璃纤维在模拟海水中的性能退化规律，结果发现，虽然玄武岩纤维的初始单丝拉伸强度高于玻璃纤维，但在海水浸泡环境下，玄武岩纤维的性能退化程度高于玻璃纤维；海水中水分子与玄武岩与玻璃纤维中的SiO2骨架发生反应，生成硅醇键，使纤维结构完整性破坏，导致纤维拉伸强度降低；海水中的Na+、Cl-、Mg2+、SO42-等离子对纤维结构具有破坏作用，导致纤维在海水中的性能退化程度高于在蒸馏水浸泡环境。浸泡于海水中，BFRP筋和GFRP筋的最大吸水量随时间和温度的增加而增大；由于所研究的BFRP筋空隙率较高，导致BFRP筋的饱和吸水量远大于GFRP筋；同蒸馏水相比，浸泡于海水中，两种FRP筋的吸水扩散系数均相对较低。浸泡在海水中，两种FRP筋的拉伸强度与层间剪切强度均随浸泡时间的延长而降低，，但BFRP筋的性能退化程度高于GFRP筋；在海水环境下，两种FRP筋性能退化程度均低于蒸馏水中环境；两种试样烘干后，材料发生的可逆变化得到恢复，使其拉伸强度和层间剪切强度均有不同程度的提高，但不能完全恢复至初始值，说明海水浸泡导致FRP筋结构发生了不可逆破坏。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU528.572

【参考文献】