可持续土木工程结构的若干科学问题与实现技术途径

土木工程是人类赖以生存的重要物质基础,其为人类文明发展作出巨大贡献的同时,也在大量地消耗资源和能源,可持续的土木工程结构是实现人类社会可持续发展的重要途径之一。可持续的土木工程结构涉及材料、结构体系、结构可持续性的分析设计理论和评价体系。本文分别从结构材料、功能材料、可持续的结构体系、结构可持续性的分析与设计理论、结构可持续性的定量评价指标等几个方面阐述可持续土木工程结构的科学问题与实现的技术途径。     

单向玄武岩布增强高分子湿法浸渍片材的高温性能研究

与碳纤维与玻璃纤维相同,单向玄武岩纤维布可以通过外粘结工艺用于土木结构的加固。由于用于粘结纤维布的高分子胶粘剂易燃烧,高温软化,本文系统研究了单向玄武岩纤维布增强环氧树脂基湿法浸渍片材的高温中及高温处理后的力学性能。BFRP片材经100、150、200°C处理720小时,冷却后,其拉伸模量保持不变,而拉伸强度在200°C下处理720小时后下降约20%。电子显微镜照片及玻璃化温度变化分析表明,在高温处理过程中,树脂的降解与界面脱粘是导致BFRP拉伸性能下降的主要因素。BFRP的拉伸模量随着试样温度的升高,逐步下降,当达到最大试验温度300°C时,模量下降约35%。BFRP的拉伸强度对试样温度更为敏感。当测试温度超过树脂的玻璃化温度(约82°C)后,BFRP的拉伸强度急剧下降,并趋于稳定,约为室温初始值的45%。当温度超过树脂基体的玻璃化温度后,树脂开始从玻璃态转变为高弹态,不能有效地传递应力,导致BFRP片材的拉伸性能下降。