纤维类型、树脂和浆料组合对玄武岩、碳纤维和玻纤FRP筋碱性耐久性的影响

摘要整理

纤维增强复合材料（FRP）筋作为内部钢筋时，会暴露在高碱性（pH > 12.5）的混凝土环境中。本研究评估了24种FRP筋在模拟碱性混凝土环境中的耐久性，重点关注增强纤维类型（碳纤维、玄武岩纤维和玻璃纤维）、纤维浆料、树脂体系和制造商的影响。研究采用了10种玻璃纤维（包括2种E-玻璃纤维和8种电腐蚀阻力（ECR）玻璃纤维）、4种玄武岩纤维、2种碳纤维、6种基于乙烯基酯、聚氨酯和环氧树脂的树脂体系，以及5种专有纤维浆料。按照加拿大标准协会（CSA）和美国材料与试验协会（ASTM）标准，评估了FRP筋在60°C下加速碱性浸泡3个月后的拉伸、横向剪切和层间剪切性能。通过强度保留率和失效模式评估了市场上现有FRP筋的耐久性和长期性能，为制造商质量控制提供依据。独立样本t检验和单因素方差分析表明，制造工艺参数对FRP筋的力学性能和碱性耐久性有显著影响。特别地，相同工艺参数和纤维类型但由不同纤维制造商生产的FRP筋，因浆料和树脂体系不同，在碱性环境中表现出完全不同的强度性能和耐久性。乙烯基酯树脂与硅烷浆料的组合最适合玻纤FRP筋，耐久性最优；而环氧树脂对玄武岩FRP筋和碳纤维FRP筋的耐久性更好。本研究还阐述了优化制造工艺参数的程序和标准，以实现FRP筋特定的力学性能和耐久性要求。

相关论文