玻璃纤维增强聚合物筋力学性能及耐久性能研究

摘要

纤维增强聚合物（Fiber Reinforced Polymer，FRP）筋通常是由多股连续纤维和基体树脂复合而成，具有重量轻、强度高、耐腐蚀性好等优点，在一些特殊的土木工程结构中可以代替钢筋来使用。
　　本文利用FRP拉挤缠绕成型设备自行制备玻璃纤维增强聚合物（GFRP）筋，对其基本力学性能以及在不同环境下的耐久性能进行了比较系统和深入的研究，主要研究内容如下：
　　1．通过大量的筋材生产工艺试验，掌握了FRP筋拉挤成型设备各组成部分的功能和操作，确定了热固性基体树脂与添加剂的合适比例以及加热温度。通过改变牵引速度和缠绕速度控制筋材肋间距的变化，通过改变校力轴力的大小控制肋的深浅变化，从而制备了不同表面形式的缠尼龙绳 GFRP筋材。通过测试每种筋材的抗拉强度、拉伸弹性模量、极限延伸率、抗弯强度和抗压强度，探讨不同表面形式对筋材力学性能的影响。
　　2．通过将混醚化三聚氰胺树脂和水性环氧乳液按照不同的质量比复配制成浸润液，浸润玻璃纤维，加热固化制成玻璃纤维带，研究其成带性、柔韧性和力学性能。用制得的玻璃纤维带代替尼龙绳作为 GFRP筋的环向缠绕材料，制得缠玻璃纤维带 GFRP筋。通过测试筋材的抗拉强度、拉伸弹性模量、极限延伸率、抗弯强度、抗压强度和抗扭强度，探讨缠绕材料对筋材力学性能的影响。
　　3．通过对3组15根浸泡在酸、碱、盐三种不同腐蚀溶液中150 d的GFRP筋材进行拉伸试验和6组30根浸泡在酸、碱、盐三种不同的腐蚀溶液中150 d和270 d的GFRP筋材进行弯曲试验，研究了腐蚀介质、腐蚀时间对筋材耐久性能的影响，并从筋材外观和微观分析探讨其腐蚀机理。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 FRP筋的力学性能、特点及应用

1.3 FRP筋研究及使用现状

1.4 FRP筋耐久性能研究现状

1.5 本课题的研究意义

1.6 本课题主要研究内容

2 不同表面形式GFRP筋的制备及力学性能研究

2.1 引言

2.2 GFRP筋原材料的性能

2.3 GFRP筋的的生产制备

2.4 GFRP筋力学性能测试

2.5 本章小结

3 缠绕玻璃纤维带GFRP筋的制备及性能研究

3.1 引言

3.2 玻璃纤维带的制备及性能研究

3.3 缠绕玻璃纤维带GFRP筋力学性能测试

3.4 本章小结

4 GFRP筋耐久性能试验研究

4.1 引言

4.2 直径12 mm GFRP筋的制备及力学性能测试

4.3 GFRP筋耐久性试验安排与准备

4.4 耐久性试样试验结果及其分析

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 展望与建议

参考文献

个人简历及在校期间发表的学术论文

致谢