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碳纤维增强复合材料力学性能的试验与分析

李苏苏陈凤山刘毅

(大连理工大学土木水利学院大连116024)

摘要:通过盐溶液浸渍试验、碱溶液浸渍试验及人工加速老化试验,研究碳纤维增强复合材料(CFRP)
在腐蚀环境条件下的力学性能,进行CFRP拉伸试验的应力-应变曲线分析及力学性能显著性分析。研究表
明,CFRP具有良好的耐腐蚀性,在腐蚀环境中拉伸强度无显著变化,伸长率有显著变化;拉伸弹性模量在盐、
碱溶液浸渍环境下有显著变化,在人工加速老化环境下无显著变化。
关键词:碳纤维增强复合材料腐蚀力学性能

EXPERIMENTANDANALYSISOFLONG2TIMEMECHANICALPROPERTIESOF
CARBONFIBERREINFORCEDPOLYMER

LiSusuChenFengshanLiuYi
(CivilandWaterConservancySchool,DalianUniversityofTechnologyDalian116024)

Abstract:Basedonthesaltsolutionpicklingtest,alkalisolutionpicklingtestandacceleratedagingtest,themechanical
propertiesofCFRPundercorrosiveenvironmentwerestudied.Thestress2straincurveofCFRPwasanalyzedandthe
significanceofmechanicalpropertiesofCFRPwastested.ThetestresultsindicatethatCFRPshowsgoodcorrosion
resistance.ThetensilestrengthofCFRPhadnosignificantchangeinthecorrosiveenvironments.TheextensibilityofCFRP
hassignificantchangesinthecorrosiveenvironments.TheelasticmodulusofCFRPhassignificantchangesinthesalt
solutionpicklingconditionandalkalisolutionpicklingcondition,thereisnosignificantchangesintheacceleratedaging
condition.
Keywords:carbonfiberreinforcedpolymercorrosionmechanicalproperties

碳纤维增强复合材料(CFRP)与传统混凝土材1试验概况
料或钢材相比,具有质量轻、强度高、易施工等优点,111试验材料
尤其适合于已有结构的补强加固。但由于这种材料1)碳纤维片材:采用CymaxL200-C型碳纤维
应用在土木结构补强加固上的时间不长,其耐久性片材,该片材使用了离散系数极低的12KT700航空
能尚未得到充分证实。在海洋环境下,钢筋混凝土级碳纤维纱束,纬向无交叉,经向顺直,碳纤维布表
结构会受到环境的腐蚀而产生病害。当对这类结构面有各向同性的玻璃纤维贴面。
进行加固时,加固材料的耐久性能对于加固的长期2)浸渍树脂:AralditeXH130APB环氧树脂粘
效果至关重要。国外相关资料表明,碳纤维增强复胶,A∶B=3∶1。
合材料的耐久性能较好,但是国内对此还没有比较112试样制作
全面的研究报道。鉴于此,本课题分别做了普通环由于碳纤维织物脆性强、耐压性能差等特点,织
境和腐蚀环境条件下CFRP力学性能的大样本试验物在拉伸时,会被拉伸仪钳口挤压而破坏,而非被拉
研究,测定其拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂伸长断。目前国外普遍采用的方法是将碳纤维织物用环
率。腐蚀试验主要是模拟海洋环境分别在碱溶液浸氧树脂浸渍,制成碳纤维P环氧复合片材,端头粘贴
渍、盐溶液浸渍及人工加速老化环境条件下制作试增强片再进行拉伸。试样形状为长矩形。图1为碳
样。最后分析了CFRP的应力-应变曲线,并进行纤维增强复合材料拉伸试样。
参数假设检验,比较普通环境和腐蚀环境条件下

CFRP的力学性能,研究是否在拉伸强度、拉伸弹性第一作者:李苏苏男1980年7月出生硕士研究生
模量和断裂伸长率上存在着显著差异。E-mail:[e-mail]
收稿日期:2006-04-18

IndustrialConstructionVol137,No15,2007工业建筑2007年第37卷第5期69

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