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水浸泡對碳纖維拉擠杆的水吸收與剪切強度影響

FＲP( 纖(xian)維(wei)增強聚合物(wu)) 基複合(he)材(cai)料廣泛應用於(yu)航(hang)空、航天、國(guo)防等(deng)高科技領(ling)域，具(ju)有強度高(gao)、密(mi)度小、耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)優(you)異(yi)等特點(dian)。近年來，FＲP 複合材料被應用於土木(mu)工程(cheng)結(jie)構的(de)加固、修複以(yi)及新(xin)建結構的建設(she)，為高性能、長壽(shou)命土木工程結構的發(fa)展提(ti)供了新材料基(ji)礎。值(zhi)得(de)指(zhi)出的是，同航空航天等應(ying)用(yong)領域不同(tong)，土木工(gong)程結構(gou)的服(fu)役壽命一(yi)般(ban)在50年(nian)以上，因此，FＲP 複合材料在土木工程服役環(huan)境(jing)下的長(zhang)期(qi)性能演(yan)化(hua)對FＲP 在土(tu)木工程中(zhong)的安(an)全、經濟(ji)設計與(yu)應用具有重(zhong)要(yao)影(ying)響。研(yan)究表明(ming)，環境溫(wen)度、濕度(du)、紫(zi)外光、幹(gan)濕循環等作(zuo)用下，FＲP 複(fu)合材料性能均(jun)可能發生退化，影響(xiang)其(qi)服役(yi)性能。

研究(jiu)表(biao)明，在服役環境中FＲP 材料性能退化可以分為(wei)物理(li)退化和化學退化。如(ru)樹(shu)脂(zhi)與纖維吸水(shui)量不同，膨脹不同，使得它(ta)們之間產生(sheng)應力(li)集中; 環氧樹脂因(yin)交(jiao)聯(lian)度提高而顯脆(cui)性，易(yi)產生裂紋［8］; 樹脂的水解及塑(su)化導致(zhi)樹脂強度降(jiang)低(di)或(huo)纖維-樹脂界麵(mian)的破壞(huai)等。

近(jin)年來(lai)，FＲP 在海洋(yang)工程結構上(shang)應用發展潛力巨(ju)大，一方麵，FＲP 複合材料(liao)的應用能夠減(jian)輕(qing)結構自重，並由(you)於耐腐蝕性能增(zeng)加導致結構服役壽命提高，從而(er)帶來巨大的經濟效(xiao)益(yi); 但另(ling)一方(fang)麵，海洋工程環境對FＲP 複合材料的耐濕熱性提出(chu)了更(geng)高的要求(qiu)。碳纖維的耐久性能十分(fen)優異，而樹脂以及其與纖維之(zhi)間的界麵容(rong)易在水或高溫環境下發生退(tui)化，從(cong)而可能影響FＲP 複合材料性能的長期性能。文(wen)獻(xian)研究表明，CFＲP 複合材料在濕熱環境下(xia)服役時拉伸(shen)性能退化十(shi)分緩(huan)慢，但層(ceng)間剪切強(qiang)度退化明顯。

本(ben)文擬研究水浸(jin)泡(pao)條件(jian)下碳(tan)纖維拉(la)擠(ji)杆的水吸收(shou)擴散與層間剪(jian)切性能的退化規律，揭示層間(jian)剪切強度的退化機(ji)理，為碳纖維拉擠杆(gan)研發及(ji)其工程結構應用提供(gong)耐濕(shi)熱性能基礎數(shu)據。