影響FRP 與混凝土粘結(jié)耐久性的環(huán)境因素有很多, 光老化( 尤其是紫外線(xiàn)) 是其中的一種。本文對(duì)兩種粘結(jié)形式的FRP 與混凝土粘結(jié)性能進(jìn)行了紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)（使用紫外線(xiàn)老化試驗(yàn)設(shè)備）研究和分析。
１、研究概況
本文研究了紫外線(xiàn)對(duì)碳纖維布與混凝土粘結(jié)的耐久性的影響, 制作了兩種形式的試件, 分別為CFRP- 混凝土正拉粘結(jié)試件和拉伸剪切試件。本文中研究了兩種碳纖維布與混凝土拉伸剪切試件在紫外線(xiàn)作用下的耐久性,兩種碳纖維布分別為CFS1 和CFS2, 力學(xué)性能見(jiàn)文獻(xiàn) , 配套的浸漬樹(shù)脂樹(shù)脂B 和樹(shù)脂A 的力學(xué)性能指標(biāo)見(jiàn)文獻(xiàn), 底層樹(shù)脂相同。本文介紹了碳纖維布( CFS1) 與混凝土的正拉粘結(jié)性能在紫外線(xiàn)作用下的耐久性,為對(duì)比在紫外線(xiàn)作用下有無(wú)防護(hù)對(duì)正拉強(qiáng)度的影響, 將試件先粘鋼塊再進(jìn)行老化。配套的浸漬樹(shù)脂均為樹(shù)脂B。本次試驗(yàn)所用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30, 在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下( 溫度( 23 2) e , 相對(duì)濕度45%~ 55%) 養(yǎng)護(hù)28d 的抗壓強(qiáng)度為2717MPa。112 試件的制作和測(cè)試CFRP-混凝土拉伸剪切和正拉粘結(jié)試件按照5碳纖維片材加固混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程6( CECS 146:2003) 進(jìn)行制作。CFRP-混凝土拉伸剪切試件的形式及尺寸，測(cè)試CFRP-混凝土拉伸剪切強(qiáng)度時(shí)為了減小法向應(yīng)力, 盡量避免發(fā)生法向剝離破
２、試驗(yàn)環(huán)境條件
本試驗(yàn)中的混凝土試塊均在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)28d 后開(kāi)始貼碳纖維布, 貼布后在室溫環(huán)境下固化7d, 放入紫外線(xiàn)老化箱中開(kāi)始老化。箱中裝有6 根40W 熒光紫外線(xiàn)燈管, 箱內(nèi)溫度( 35 2) e 。
３、結(jié)果與分析
（１）紫外線(xiàn)照射對(duì)CFRP 與混凝土拉伸剪切性能的影響
本次試驗(yàn)所研究的兩種CFRP- 混凝土拉伸剪切試件分別經(jīng)過(guò)0、1 000、2 000、3 000h 紫外線(xiàn)照射后取出, 貼加強(qiáng)片, 晾置2d 測(cè)其拉伸剪切強(qiáng)度。每次試驗(yàn)采用2 組試件, 每組2 個(gè)。試驗(yàn)結(jié)果取其平均值。兩種CFRP- 混凝土粘結(jié)界面的拉伸剪切強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。圖6 為兩種CFRP- 混凝土拉伸剪切強(qiáng)度隨老化時(shí)間的變化曲線(xiàn)。兩種CFRP-混凝土粘結(jié)界面的拉伸剪切強(qiáng)度在紫外線(xiàn)作用下有相似的變化趨勢(shì), CFRP1-混凝土的拉伸剪切強(qiáng)度在0~ 2 000h 內(nèi)基本呈線(xiàn)性下降, 至2000h 時(shí), 下降34% , 之后基本不再下降。CFRP2 與混凝土拉伸剪切強(qiáng)度在0~1 000h下降較快, 至1 000h 時(shí)下降41% , 之后下降不明顯�？梢�(jiàn), 紫外線(xiàn)對(duì)CFRP 與混凝土的粘結(jié)性能影響較大。
（２）紫外線(xiàn)照射對(duì)CFRP 與混凝土正拉粘結(jié)性能的影響本次試驗(yàn)所研究的一種CFRP-混凝土拉伸剪切試件分別經(jīng)過(guò)0、1 000、2 000、3 000h 紫外線(xiàn)照射后取出, 粘貼鋼塊, 固化2d 測(cè)其正拉粘結(jié)強(qiáng)度。每次試驗(yàn)采用3 個(gè)試件, 試驗(yàn)結(jié)果取其平均值。CFRP-混凝土粘結(jié)界面的正拉粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。CFRP-混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度隨老化時(shí)間的變化曲線(xiàn)。試驗(yàn)中還對(duì)一組試件先貼鋼塊再進(jìn)行紫外線(xiàn)老化, 經(jīng)過(guò)2 000h 后測(cè)正拉粘結(jié)強(qiáng)度。
CFRP- 混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度在老化1 000h 時(shí)有所提高, 提高的幅度不大, 之后開(kāi)始下降。這與樹(shù)脂B 的后固化有關(guān)。另外, 對(duì)于先貼鋼塊后進(jìn)行紫外線(xiàn)老化的一組試件( 即有防護(hù)) , 經(jīng)過(guò)2 000h 老化后正拉粘結(jié)強(qiáng)度沒(méi)有降低, 而經(jīng)紫外線(xiàn)老化后再粘結(jié)鋼塊的試件( 即無(wú)防護(hù)) 經(jīng)過(guò)2 000h 老化后正拉粘結(jié)強(qiáng)度降低12% , 可見(jiàn), 防護(hù)能有效緩減CFRP 與混凝土的正拉粘結(jié)性能在紫外線(xiàn)作用下的劣化。紫外線(xiàn)的光能量高, 能破壞聚合物材料中的典型共價(jià)鍵, 使聚合物變成游離基, 引發(fā)材料的光降解。另外, 紫外線(xiàn)還通過(guò)引發(fā)和促進(jìn)氧對(duì)樹(shù)脂的作用, 引起復(fù)合材料的老化。聚合物材料的光降解開(kāi)始于基體中的發(fā)色團(tuán)對(duì)輻射的吸收。試驗(yàn)中也觀(guān)察到, 經(jīng)過(guò)紫外線(xiàn)照射后樹(shù)脂A 和樹(shù)脂B 均產(chǎn)生了變色。
４、紫外線(xiàn)對(duì)CFRP 與混凝土粘結(jié)性能的影響結(jié)論
1) 紫外線(xiàn)對(duì)CFRP 與混凝土的拉伸剪切強(qiáng)度影響較大。兩種CFRP-混凝土粘結(jié)界面的拉伸剪切強(qiáng)度在紫外線(xiàn)作用下有相似的變化趨勢(shì), CFRP1-混凝土的拉伸剪切強(qiáng)度老化2 000h, 下降34%。CFRP2-混凝土拉伸剪切強(qiáng)度老化1 000h 時(shí), 下降41%, 之后下降不明顯。
2) 防護(hù)措施對(duì)于FRP 加固混凝土的效果有很大的保障作用。對(duì)于有防護(hù)的正拉粘結(jié)試件老化2 000h后粘結(jié)強(qiáng)度沒(méi)有降低, 而無(wú)防護(hù)的經(jīng)過(guò)2000h老化后正拉粘結(jié)強(qiáng)度降低12%, 可見(jiàn), 防護(hù)能有效緩減CFRP-混凝土的正拉粘結(jié)性能在紫外線(xiàn)作用下的劣化。http://www.fcff.com.cn
