粉状碳纤维-水曲柳/桦木木材构件端面结合性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

通过对水曲柳/桦木木材端面采用粉状碳纤维进行加固，探索粉状碳纤维与木材端面最佳复合工艺，以实现木材端面的有效增强。

木材端部是木构件连接的关键部位，木材端面是木构件中力学性能最薄弱的横断面，木材端面不仅易遭受菌、虫害产生腐朽，而且也因残余生长应力及水分的影响产生开裂并向木材内部发展，因此需要对木材构件端面进行增强处理的理论进行研究。粉状碳纤维是指将碳纤维丝切短，长度为0.5-1.5mm。粉状碳纤维有一定的细长比，有这着更好的分散性和交织性，在保证强度的同时可大大减少碳纤维用量，用粉状碳纤维来作木材增强材料是一种新的途径。

2. 国内外研究现状分析

国内外关于cfrp增强木材的研究主要集中在：1、cfrp用于研究的结构形式主要棒材、型材和片材。2、cfrp与木材粘结界面的力学研究，但是大多集中于张裂以及疲劳断裂裂纹扩展规律，以及木材表面改性处理与胶和强度的关系。

cfrp-木材界面问题目前尚未有统一的模型能解决，在国内外多年的研究中，对于cfrp-木材界面的应力传递和各种界面行为有了一定的认识，其中包括破坏模式和粘结强度。

cfrp在木材和木结构加固工程领域的研究虽然已经取得了一定的进展，但是仍然不能让人们对于cfrp加固木结构的界面问题有完整的、可靠的认识，仍然存在许多不足需要我们去弥补。

3. 研究的基本内容与计划

试验材料：水曲柳及桦木一等材，产地东北；

粉状碳纤维，由聚丙烯腈基碳纤维制成，长度0.5~1.5mm，碳纤

维拉伸强度为3825mpa，拉伸模量为240gpa。

4. 研究创新点

首次对粉状碳纤维-水曲柳/桦木端面的结合性能进行研究，并通过该研究探索粉状碳纤维与木材端面的最佳复合工艺，以实现木材端面有效增强。