冻融循环和湿热环境下CFRP-高强混凝土粘贴界面耐久性研究.docx

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随着优质高强混凝土的广泛使用，与之对接的贴面材料也越来越重要，其性能直接影响着贴面结构的稳定性和耐久性。而碳纤维增强聚合物复合材料（CFRP）因其轻量、高强等优异的性能，已经广泛地应用于混凝土结构的加固和修复中。
在实际工程中，混凝土结构经受了各种自然环境和工作环境的侵蚀和考验，如冻融循环、湿热环境等因素都对其耐久性造成了极大的影响。因此，深入研究CFRP-高强混凝土粘贴界面在上述环境下的耐久性是非常有必要的。
一、冻融循环环境下CFRP-高强混凝土粘贴界面耐久性研究
步骤
首先，自制加筋不锈钢槽模，在其内侧设置释放剂板。随后在模具上贴合原始混凝土块并浇筑高强混凝土。等待2天待模后进行CFRP粘贴，粘贴方法采用乒乓膜辅助缠绕法在高强混凝土板上复合CFRP。然后将试件缓慢地放入模具内，保证CFRP-高强混凝土界面正常接触，之后通过四周加盖橡胶垫及固定钢条形成封闭的模具，使试件完全固定不动。
试件制备完成后，将其置于恒温箱内，通过在4摄氏度和60摄氏度之间不断循环，模拟冻融环境。待循环7天后，取下试件进行力学性能测试和破坏形态观测，以验证CFRP-高强混凝土界面的耐久性。
结果
经过冻融循环测试后，试件上CFRP与高强混凝土粘贴的完整性较好，未出现黏结破坏和剥离现象。另外，在测试结果中，CFRP材料在力学性能上出现了轻微的下降趋势，而高强混凝土表现较好，没有发现明显的损伤和开裂现象。
分析
当混凝土在冻融循环环境下遇到温度变化，自由水会不断地形成和消失，这容易引起混凝土内部的起伏变化，使得CFRP与高强混凝土的界面承受更大的拉切应力。在我们的实验中，CFRP材料在寒冷环境下出现一定程度的力学性能下降是正常的，但这一下降趋势仅是轻度的，表明CFRP-高强混凝土界面的粘附性良好，能够承受住寒冷环境下的耐久性考验。
二、湿热环境下CFRP-高强混凝土粘贴界面耐久性研究
步骤
与冻融循环实验相似，我们同样采用加筋不锈钢槽模进行试件制备。每个试件的制备过程中，先在槽模内部放置模塑板，然后浇筑高强混凝土，等待其模后后再进行CFRP的复合。然后将试件浸泡在40摄氏度的水中7天，通过模拟湿热环境来研究CFRP-高强混凝土的粘结性能。
结果
在湿热环境中，试件上的CFRP-高强混凝土粘结界面状态良好，没有出现黏结破坏和剥落现象。此外，试件的力学性能有所下降，但这一下降趋势并不明显，在实验过程中试件表面未出现明显的损伤和破坏。
分析
在湿热环境下，对CFRP-高强混凝土界面下影响较大的是水的渗透和膨胀。高强混凝土的含水率受到水的渗透而增加，而CFRP复合材料受湿气膨胀变形，使得其与高强混凝土间产生一定的切应力和剥离力，这就会对粘着界面造成影响。但通过本次实验结果来看，随着湿热环境天数的增加，试件的粘结性能虽然略有下降，但整体粘结质量较好，在实际工程中有重要的应用价值。
综上所述，CFRP与高强混凝土粘贴界面的耐久性受到环境因素的影响较大，在复合前要做好问题预防。本次实验结果表明CFRP-高强混凝土粘贴界面在冻融循环和湿热环境中的表现良好，能够承受住环境的考验。但是实际工程中的情况各异，选用合适的粘接材料、结构设计和防护措施对于延长结构寿命具有重要的作用。