水環境下において定荷重引張を受ける非主軸平織GFRP 積層板の寿命調査

摘要

ガラス繊維強化プラスチック（Glass Fiber Reinforced Plastics: GFRP）は比強度·比剛性に優れ，金属材料と比較し耐食性に優れることから船舶や配管などの腐食環境下にて用いられている材料である．しかし，腐食環境下にて運用されるGFRP 構造物が設計寿命と比較し早期に破壊する事例が報告されている．これより，GFRP の長期信頼性を確保するため，腐食環境下におけるGFRP の遅れ破壊特性を解明することは重要である．腐食環境下におけるGFRP の遅れ破壊に関する研究はすでに行われており，腐食環境下ではGFRP の各構成基材の劣化が発生し，遅れ破壊が早期に発生することが確認されている．繊維配向方向の遅れ破壊の主因子は，繊維の遅れ破壊であることが報告されている．FRP は異方性を持ち，非主軸方向の機械的性質に対し繊維/樹脂界面の影響が大きくなることが知られている．界面強度は腐食環境下で浸漬初期に大きく低下し，FRP の初期損傷の起点となることが報告されている．しかし，腐食環境下における界面強度の低下がGFRP の遅れ破壊に与える影響については明らかとなっていない．そこで，本研究ではGFRP の非主軸方向の遅れ破壊に対し界面強度の低下が与える影響について調査した．まず，40°C 大気·純水環境下におけるGFRP の機械的性質および環境依存性の調査のため，静的引張試験を行った．次に，40°C 大気·純水環境下におけるGFRP の遅れ破壊特性の調査のため定荷重引張試験を行った．最後に