CFRP-GFRP層間合理匹配及其約束混凝土柱的強(qiáng)度與變形性能.pdf

1、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中單一纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的使用存在局限性，如CFRP具有很高的抗拉強(qiáng)度(2200MPa～5600MPa)與彈性模量(120GPa～380GPa)并且還有良好的耐腐蝕性，但其斷裂延伸率較低(0.8％～1.5％)價(jià)格也較高，而GFRP的抗拉強(qiáng)度(400MPa～1800MPa)與彈性模量(20GPa～80GPa)相對較低，但其斷裂延伸率(3.2％～5.7％)較高價(jià)格也較為便宜。

2、將CFRP與GFRP混雜使兩者進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，協(xié)調(diào)作用所得到的混雜纖維復(fù)合材料不僅可以使其保留原有CFRP高強(qiáng)的特點(diǎn)，同時使其兼具有GFRP變形性能較好的優(yōu)良性能。兩種纖維取長補(bǔ)短，有效地解決了單一纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的使用局限性。
　　混雜纖維復(fù)合材料所使用樹脂基體與纖維類型不同、纖維鋪層方式不同、復(fù)合材料制作工藝的不同可使混雜纖維復(fù)合材料表現(xiàn)出較大的力學(xué)性能差異，因此本文在研究分析了混雜纖維復(fù)合材料各組分性能的情況下，選用了江蘇某

3、公司定制的單向Ⅰ級CFRP與重慶某公司生產(chǎn)的單向GFRP進(jìn)行混雜纖維增強(qiáng)復(fù)合材料單軸拉伸力學(xué)性能試驗(yàn)，研究CFRP/GFRP的合理匹配形式。本文還設(shè)計(jì)了27個單一纖維與層間混雜纖維約束混凝土圓柱的軸壓試驗(yàn)，研究了層間混雜HFRP約束混凝土圓柱的強(qiáng)度與變形性能，論文的主要研究內(nèi)容有:
　?、偻ㄟ^12組60個CFRP/GFRP混雜纖維復(fù)合材料的單軸拉伸力學(xué)性能試驗(yàn)，研究其最佳匹配形式。研究表明:通過手糊法所制成的單一纖維復(fù)合材料的彈性

4、模量與極限抗拉強(qiáng)度均遠(yuǎn)小于纖維生產(chǎn)廠家所提供的數(shù)據(jù)，材料的利用率較低，而CFRP/GFRP層間混雜則兼具較高的強(qiáng)度與斷裂延伸率，并且破壞模式由單一纖維復(fù)合材料的脆性破壞變?yōu)榱舜嬖谄茐恼髡椎难有云茐牟⑶叶嗉壠茐奶卣髅黠@;HFRP的極限抗拉強(qiáng)度與彈性模量隨著CFRP纖維體積含量的增加而增大，而斷裂延伸率隨著CFRP纖維體積含量的增加而降低;CFRP鋪層位置對在CFRP體積分?jǐn)?shù)相同時對HFRP彈性模量影響不大，但對極限抗拉強(qiáng)度存在一定影響。其

5、中將一層CFRP置于內(nèi)層時的GCG組混雜效果最好。
　?、谕ㄟ^對27個纖維約束混凝土圓柱的軸心抗壓試驗(yàn)，研究了層間混雜纖維約束混凝土柱的強(qiáng)度與變形性能。研究表明:FRP顯著提高了柱子的極限承載力，并且隨著纖維層數(shù)的增加而提高;HFRP約束柱的破壞過程較長為延性破壞，破壞時爆裂性較小，且由于HFRP的多級斷裂特征使HFRP約束柱的破壞具有明顯的征兆;HFRP約束柱變形性能較CFRP約束柱明顯改善，并且隨著纖維層數(shù)的增加而提高;通過對