混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕襯膜的設(shè)計(jì)、制備及其性能研究.pdf

1、纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料（FRP）因具有強(qiáng)度高、耐腐蝕和疲勞性能好的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的加固和防腐蝕工程?；?FRP材料，從預(yù)制構(gòu)件和有效粘結(jié)出發(fā)，本文提出了混凝土結(jié)構(gòu)表面襯膜技術(shù)，通過(guò)在 FRP基體材料上集成功能橋接材料制備得到糙化FRP襯膜（roughing FRP sheet,RFS）。與傳統(tǒng)的表面涂層和FRP應(yīng)用技術(shù)相比，無(wú)需表面處理和膠黏劑即可實(shí)現(xiàn)FRP材料與混凝土結(jié)構(gòu)有效地粘結(jié)，發(fā)揮防腐蝕作用。本文對(duì) RFS的粘結(jié)

2、性能和耐久性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，對(duì)RFS的施工裝配及修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行了初步的探索。
　　RFS的構(gòu)造深度和粘結(jié)強(qiáng)度隨橋接材料粒徑的增加而增大，以粒徑為3.15~4.75mm的900級(jí)輕集料制備的RFS粘結(jié)性能最佳，與混凝土表層平均粘結(jié)強(qiáng)度達(dá)到2.17MPa。RFS與混凝土表層主要由機(jī)械嚙合和界面結(jié)構(gòu)效應(yīng)協(xié)同粘結(jié)，采用多孔結(jié)構(gòu)的橋接材料既減輕了自重，達(dá)到輕質(zhì)化的目的，同時(shí)可以與水泥石及FRP互穿嚙合。當(dāng)橋接材料和混凝土強(qiáng)度等級(jí)一定時(shí)，R

3、FS與混凝土表層粘結(jié)強(qiáng)度與橋接材料粒徑、集成密度、容積率等參數(shù)有關(guān)，平均粘結(jié)失效力可表述為F=K1hsp+K2D50+K3。
　　采用硅烷偶聯(lián)劑（Silane coupling agent,SCA）作為界面劑來(lái)增強(qiáng)RFS與混凝土之間的粘結(jié)質(zhì)量。結(jié)果表明，SCA可調(diào)控輕集料吸水率，適宜濃度的SCA可優(yōu)化界面區(qū)組成和結(jié)構(gòu)，提高粘結(jié)強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度及界面區(qū)顯微硬度。本文中，當(dāng)SCA溶液濃度為0.05％時(shí)，體系性能提升最為明顯。
　　

4、本文評(píng)價(jià)了 RFS-混凝土體系在氯離子侵蝕、溫度沖擊、海水干濕循環(huán)、紫外老化及荷載沖擊等環(huán)境作用下的耐久性能。結(jié)果表明，RFS的抗氯離子滲透性能優(yōu)異；在90次溫度沖擊、海水干濕循環(huán)后，RFS外觀無(wú)明顯變化，粘結(jié)強(qiáng)度降低了79.3%和54.8%；經(jīng)過(guò)2000h的紫外光照老化后，RFS外觀顏色逐漸加深變黃，粘結(jié)強(qiáng)度降低了59.6%；SCA改善不同環(huán)境作用對(duì)RFS-混凝土體系耐久性影響的效果表現(xiàn)差異，對(duì)溫度沖擊作用基本無(wú)改善效果，對(duì)海水干濕循

5、環(huán)作用改善較為明顯。采用濃度為0.05%的SCA溶液處理試樣，經(jīng)過(guò)90次溫度沖擊和海水干濕循環(huán)作用后粘結(jié)強(qiáng)度分別降低了80.4%和34.0%；對(duì)于采取丙烯酸樹(shù)脂涂層的試樣，經(jīng)2000h的紫外光照老化后粘結(jié)強(qiáng)度僅降低了28.5%，表明表面涂層可顯著提高 RFS-混凝土體系的抗紫外光耐久性能。荷載沖擊結(jié)果表明只有當(dāng)內(nèi)部混凝土被沖擊潰散破裂時(shí)，才會(huì)出現(xiàn) RFS與混凝土剝離的情況，而局部破損時(shí)，RFS并不會(huì)從混凝土表面剝落。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)