碳纤维木材复合材结合层剪切蠕变性能研究
2012-11-24杨小军孙友富
杨小军,孙友富
(南京林业大学 木材工业学院,江苏 南京210037)
随着人们对居住环境质量要求的日益提高,现代木结构建筑业得到了迅猛发展[1],在建筑用天然林优质木材资源受到保护的今天,生长周期较短的速生材的结构化利用研究受到了人们普遍关注。中国速生落叶松Larix gmeinii资源丰富。落叶松生长周期短,纹理通直,结构均匀,在木材工业中的应用越来越广。其材质松软,密度低,强度小,易产生干缩变形,限制了其进一步的利用,特别是在建筑结构方面的应用。随着碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer/plastic,缩写为CFRP)技术的发展,在速生材表面粘结复合碳纤维布成了改善其性能一种有效的技术手段[2]。近年来,国内外也相继出现了大量采用CFRP加固建筑木梁、木柱及其节点加固的案例[3-4]。蠕变是碳纤维木材复合材用于结构用途时必须要考虑的重要因素之一。目前,有关碳纤维木材复合材蠕变的研究尚未见报道。本研究将从CFRP与木材结合层受剪性能入手,研究CFRP与木材间结合层蠕变特性,以指导CFRP在木结构加固工程中的合理应用。
1 材料与方法
1.1 试验材料
落叶松规格材,有部分活节,纹理通直,一等材,气干密度为0.632 g°cm-3,含水率为15%。CFRP布为聚丙烯腈基碳纤维,单向织物,理论厚度为0.111 mm,抗拉弹性模量为2.4×105MPa,面密度为206 g°m-2,抗拉强度为3 450 MPa,极限拉伸应变为1.0%;胶黏剂为双组分环氧类,混合后初黏度(23℃)为 5 000 mPa°s,其混合体积比为2︰1。胶体主要力学性能:抗拉强度50 MPa,弹性模量2.0 GPa,延伸率为2.2%,由南京某公司提供。
试验用主要设备为UTM 4304高低温持久蠕变试验机。……
