手机知网 App
24小时专家级知识服务
打 开
手机知网|搜索

玄武岩连续纤维增强塑料(BFRP)/木材复合材料的研究

熊陈福

  本文应用玄武岩连续纤维增强塑料BFRP(Basalt Fiber Reinforced Polymer,BFRP)增强木制材料,克服了木制材料固有的缺陷,提高了木材的使用价值,实现劣质木材的优化利用,大大拓宽木制材料在建筑领域,包括居民住所、商业建筑以及公路、桥梁等基础设施上的应用。本论文主要分两个方面的研究:(1)酚醛树脂,不饱和聚酯,环氧树脂BFRP复合材料的研制(2)使用环氧树脂、BFRP和樟子松制造BFRP/木材复合材料,BFRP/木材复合材料胶合性能根据美国标准ASTM D 2559FRP/木材复合材料剥离性能测试标准和ASTM D 905剪切性能测试标准进行测试,并研究了HMR(hydroxymethylated resorcinol,HMR)对木材表面活化处理和成型压力对于复合材料剥离性能的影响,结论如下:(1)玄武岩连续纤维增强PF,UP,Epoxy三种树脂的初步试验中,Epoxy与玄武岩连续纤维的粘结性能最好,PF树脂与玄武岩连续纤维的粘结性能次之,UP树脂与玄武岩连续纤维的粘结性能最差。Epoxy树脂BFRP拉伸力学性能在本试验所选的最好,而PF树脂则表现出最好的弯曲性能。(2)酚醛树脂BFRP复合材料正交试验结果表明,优化的试验工艺方案为A_1B_2C_1,即成型温度180℃,热压压力7MPa,热压时间20min。硅烷偶联剂KH550能够有效的改善玄武岩连续纤维表面的胶接性能,玄武岩连续纤维经偶联剂处理,BFRP复合材料拉伸强度提高了31.1%,弯曲强度提高47.6%。(3)BFRP/木材复合材料剥离性能测试结果表明,木材表面经HMR处理大大提高了BFRP/木材复合材料的胶接性能,HMR处理的BFRP/木材复合材料试件胶结层剥离率在0.00%—1.03%之间,达到了ASTM D2559标准得要求(户外结构用集成材剥离率<1%)。在本试验所选择的试验压力范围内,BFRP/木材复合材料胶合性能均随单位压力增大而有所提高。(4)BFRP/木材复合材料剪切性能测试结果表明,材料破坏率约为76%,破坏多发生在BFRP内部,说明BFRP/木材之间胶合较好,剪切强度为7.11MPa(MC=8%),6.54MPa(MC=100%)基本满足ASTM D905剪切强度的要求(花旗松含水率8%、16%,剪切强度相应为7.6MPa、6.5MPa)。破坏多发生在BFRP,说明BFRP复合材料剪切强度或者树脂的强度尚有待于改善,还需要对BFRP复合材料进行研究。……   
[关键词]:玄武岩纤维;BFRP;HMR偶联剂;复合材料;木制工程材料
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京林业大学2006年