干燥和水饱和条件下沥青与回收风电叶片玻纤增强复合材料的分子粘附性能

摘要整理

大量退役风电叶片将在近期面临处置。退役叶片中的玻纤增强复合材料（GFRP）因其卓越的强度、韧性和耐久性，是沥青混合料中极具潜力的骨料候选材料。本研究通过分子模型与实验相结合的方法，研究了沥青与玻纤增强复合材料之间的界面行为。首先利用粒子探针扫描力显微镜（SFM）实验验证了分子模型的预测结果，随后进行分子动力学模拟，考察了沥青胶结料与矿物骨料及风电叶片复合材料骨料之间的化学粘附性能。结果表明，环氧树脂-沥青粘附强度高于方解石-沥青和二氧化硅-沥青粘附强度，但低于氧化铝-沥青粘附强度，说明玻纤复合材料骨料的化学粘附性能与矿物骨料相当。粘附力主要源于范德华力（>80%）。进一步研究了环氧树脂-沥青粘附对加载速率的依赖性，识别出高速、过渡和低速三个区域。通过考察水分子在不同速率下向骨料-胶结料界面的渗透过程，阐明了水对界面行为的影响。结果显示，低速条件下水饱和状态的界面粘附强度比干燥状态降低20%-40%，而高速条件下水饱和状态的界面粘附强度比干燥条件提高5%-15%。这些研究结果为退役风电叶片作为沥青骨料的应用提供了重要指导。

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