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【6h】

CFRP材料湿热老化性能及其尺寸加速效应试验与分析

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摘要

碳纤维增强复合材料（carbon fiber reinforced polymer, CFRP）由于其具有轻质高强、耐腐蚀性好、施工简单、可设计性强等优点，正受到土木工程界的重视，被广泛的应用在土木工程结构加固与改造中。但由于CFRP材料耐腐蚀性好，所以其工作服役过程中需要面对很多腐蚀环境。于是，CFRP耐久性研究也越来越受到重视。
　　本文对环氧树脂片材以及CFRP片材的湿热耐久性能，两种材料在湿热环境中内应变变化进行了系统的研究，主要研究内容如下:
　　首先，根据Arrhenius加速公式，采用升温加速试验方法，研究了环氧树脂(epoxyresin，EP)和CFRP片材在三种温度（23℃、40℃和60℃）和两种溶液（蒸馏水与碱溶液）环境中的水吸收过程、拉伸强度的变化。了解了温度加速腐蚀过程中环氧树脂和CFRP片材的性能变化，并利用升温加速老化方法对材料长期耐久性能进行预测。
　　其次，研究了不同尺寸（试样厚度）对环氧树脂和CFRP片材在60℃蒸馏水及碱溶液环境下水吸收过程、拉伸性能、弯曲性能的变化，提出根据尺寸（试样厚度）加速效应，提出利用尺寸（试样厚度）加速腐蚀的加速试验方法，并利用尺寸（试样厚度）加速试验方法对材料的长期性能进行预测。试验结果表明:在有限数据范围内，尺寸加速方法基本满足预测需要。
　　最后，并利用FBG传感器对浸泡在60℃蒸馏水及碱溶液环境下的环氧树脂和CFRP片材的内应变进行监测，探究利用FBG传感器监测环氧树脂和CFRP(片)材在腐蚀条件下退化规律的可行性。实验结果表明，利用FBG传感器监测环氧树脂和CFRP片材，其内应变主要受到溶胀现象以及传感器与环氧树脂间界面粘结性能影响。

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