碱溶液环境下玻璃纤维增强热塑性树脂自锚板索的设计、制备及力学性能

 

 

论文摘要：

由于材料的各向异性和服役环境的复杂性，高性能纤维增强树脂复合材料的可靠锚固和长期耐久性是其工程应用的决定性因素。本文利用热塑性树脂的高韧性/耐久性和自锚承载体系，开发了一种创新的玻璃纤维增强聚丙烯(GFRPP)自锚板索。研究了不同加固方法和索弧角对板索力学性能的影响。测试了板索的吸水行为和在碱溶液中的力学性能以评估其长期服役性能。通过热重分析和表面形貌分析揭示了其性能演变机理。结果表明，通过二次熔融、碳纤维缠绕约束和环氧树脂加固相结合，有效避免了板索过渡区的劈裂破坏和直线区的层间开裂破坏。弧角为10度、20度和30度的板索的抗拉强度保留率分别为GFRPP板材的45.6%、41.3% 和 34.0%。较大的弧角增加了弧段- 直段过渡区的曲率和直线段附近的应力集中，导致板索在薄弱过渡区发生层间劈裂破坏。板索的抗拉强度随浸泡时间的延长明显下降，最低保留率为 29.7%。其降解机理主要是由于玻璃纤维在碱溶液中被侵蚀，形成孔隙和内部缺陷，包括纤维/树脂界面脱粘和树脂溶胀。研究成果对于解决锚固问题和提高桥梁应用中的长期服役可靠性具有重要意义。

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Polymer Composites, Volume 45, Issue 13 pp. 11687-11700

DOI：https://doi.org/10.1002/pc.28591