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) 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)行了紫外線老化試驗(yàn)（使用紫外線老化試驗(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)性能在紫外線作用下的耐久性,為對(duì)比在紫外線作用下有無(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, 放入紫外線老化箱中開(kāi)始老化。箱中裝有6 根40W 熒光紫外線燈管, 箱內(nèi)溫度( 35 2) e 。
３、結(jié)果與分析
（１）紫外線照射對(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。兩種CFRP-混凝土粘結(jié)界面的拉伸剪切強(qiáng)度在紫外線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。可見(jiàn), 紫外線對(duì)CFRP 與混凝土的粘結(jié)性能影響較大。
（２）紫外線照射對(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。試驗(yàn)中還對(duì)一組試件先貼鋼塊再進(jìn)行紫外線老化, 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)性能在紫外線作用下的劣化。紫外線的光能量高, 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)中也觀察到, 經(jīng)過(guò)紫外線照射后樹(shù)脂A 和樹(shù)脂B 均產(chǎn)生了變色。
４、紫外線對(duì)CFRP 與混凝土粘結(jié)性能的影響結(jié)論
1) 紫外線對(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)性能在紫外線作用下的劣化。http://www.cp012.cn
