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

1、纖維增強樹脂基復(fù)合材料（FRP）因具有強度高、耐腐蝕和疲勞性能好的特點，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，無需表面處理和膠黏劑即可實現(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 RFS的粘結(jié)

2、性能和耐久性能進行了系統(tǒng)的研究，對RFS的施工裝配及修補技術(shù)進行了初步的探索。
　　RFS的構(gòu)造深度和粘結(jié)強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)強度達到2.17MPa。RFS與混凝土表層主要由機械嚙合和界面結(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，達到輕質(zhì)化的目的，同時可以與水泥石及FRP互穿嚙合。當(dāng)橋接材料和混凝土強度等級一定時，R

3、FS與混凝土表層粘結(jié)強度與橋接材料粒徑、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）作為界面劑來增強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)強度、機械強度及界面區(qū)顯微硬度。本文中，當(dāng)SCA溶液濃度為0.05％時，體系性能提升最為明顯。
　　

4、本文評價了 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外觀無明顯變化，粘結(jié)強度降低了79.3%和54.8%；經(jīng)過2000h的紫外光照老化后，RFS外觀顏色逐漸加深變黃，粘結(jié)強度降低了59.6%；SCA改善不同環(huán)境作用對RFS-混凝土體系耐久性影響的效果表現(xiàn)差異，對溫度沖擊作用基本無改善效果，對海水干濕循

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90次溫度沖擊和海水干濕循環(huán)作用后粘結(jié)強度分別降低了80.4%和34.0%；對于采取丙烯酸樹脂涂層的試樣，經(jīng)2000h的紫外光照老化后粘結(jié)強度僅降低了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，才會出現(xiàn) RFS與混凝土剝離的情況，而局部破損時，RFS并不會從混凝土表面剝落。
　　通過實驗