玄武岩纤维复合材料(BFRP)作为一种对生态和环境无毒无害,可再生循环的环境友好型材料,其本身具有高性价比、良好的耐腐蚀性能和耐疲劳性能等优秀的力学性能,被越来越广泛的用于加固、有特殊要求的结构(防雷达干扰或有敏感电器测试设备的结构)、长期处于复杂腐蚀环境下的盐湖或海边的水土工程建筑和承受疲劳荷载长期作用的大跨桥梁中。而随着国内外对复杂环境下工程结构的耐腐蚀和疲劳性能的要求越来越高,进一步提升BFRP的耐腐蚀性能和耐疲劳性能将直接影响着土木工程领域今后更大的发展。前期研究表明,BFRP的耐腐蚀性能和耐疲劳性能与它构成的树脂以及纤维树脂之间的界面层有很大的关系,本文从其组成成分入手:一是改进以往采用的树脂类型,利用热塑环氧树脂形成的复合材料有轻质高强、耐腐蚀性能好、韧性好、且具有二次加工成型很好的解决现存的FRP筋不能现场弯折问题的优势,研究热塑环氧树脂基BFRP的耐腐蚀性能和耐疲劳性能,并根本上了解耐腐蚀机理和疲劳机理,对比热固环氧树脂基BFRP评价它的提升效果和优势;二是使用涂层处理玄武岩纤维改善性能,研究涂层处理后不同树脂基类型BFRP在腐蚀溶液中的退化情况和对比未涂层处理的来评价提升效果。主要研究内容如下:1、通过研究热塑环氧树脂的固化工艺,确定了热塑环氧树脂的固化温度、固化时间及脱模剂;通过多次研究热塑环氧树脂类试件的制作工艺,确定预浸程序解决热塑环氧树脂对粗纱和纤维布的浸渍问题;通过大量试验研究热塑环氧树脂基疲劳片材不同锚固树脂的拉伸结果,最终选择采用热塑环氧树脂做疲劳片材锚固段树脂,得到热塑环氧树脂基BFRP浸胶纱、片材及疲劳片材的制作工艺和具体操作流程;2、测试热塑环氧树脂基体、热塑环氧树脂基BFRP浸胶纱及片材的静力拉伸性能,并同时对比热固环氧树脂基体、热固环氧树脂基BFRP浸胶纱及片材的静力拉伸性能,结果表明热塑环氧树脂基体及热塑环氧树脂基BFRP的拉伸性能更好,有更高的强度和延性;考察不同温度、不同龄期及不同腐蚀溶液类型对热塑环氧树脂基BFRP片材腐蚀程度影响,进行拉伸试验,测试拉伸性能的退化情况,同时对比热固环氧树脂基BFRP片材的55℃碱腐蚀情况,并对热塑环氧BFRP进行长期寿命预测,结果表明热塑环氧树脂做基体材料时对BFRP的整体力学性能及耐腐蚀性能都有明显的提升效果,热塑环氧树脂基BFRP在常温25℃下腐蚀程度最低且抗碱能力与抗酸能力无明显差别,但碱溶液的温度加速退化程度要高于酸溶液,40℃和55℃温度下表现为抗酸能力大于抗碱能力,而且酸环境下预测到更高的长期寿命;3、为判断涂层与玄武岩粗纱表面浸润剂的结合情况,测定涂层处理玄武岩纤维粗纱前后的拉伸强度并试验其在80℃碱腐蚀溶液中的退化程度,结果表明涂层与浸润剂有很好的结合效果,涂层处理玄武岩纤维粗纱后的断裂强度更高,耐碱性能更好,耐碱腐蚀强度保留程度是未处理时的2倍;研究热塑环氧树脂、热固环氧树脂、普通乙烯基树脂、耐碱乙烯基树脂、增韧耐碱乙烯基树脂5种树脂与涂层处理玄武岩纤维后的浸胶纱的在80℃碱腐蚀前后拉伸强度,并对比测试相应树脂基无涂层的BFRP浸胶纱的腐蚀前后拉伸强度,结果表明涂层的存在可以明显减弱在BFRP腐蚀溶液中的退化速度,强度保留率提升了 20%～30%,涂层有明显的提升耐碱腐蚀性能效果,而且增韧耐碱乙烯基与涂层形成BFRP的耐碱腐蚀退化性能最好,热塑环氧树脂与涂层形成BFRP在碱溶液下的强度值最高;4、通过固定应力比下的热塑环氧树脂基BFRP片材的疲劳试验,得到疲劳循环周期数,疲劳刚度衰减及疲劳损伤,并根据不同的基于可靠性分析的疲劳寿命预测方法,得到疲劳寿命预测值,同时对比热固环氧树脂基BFRP的相关性能,结果表明:在高应力水平下,热塑环氧树脂基BFRP与热固环氧树脂基BFRP的疲劳破坏次数大概相同,但在较低应力水平下,前者的疲劳循环周期要远远高出后者且S-N曲线更平缓、拐点所代表的应力水平更高,并且可靠性处理后疲劳寿命预测的应力水平值都高于热固环氧树脂基BFRP;热塑环氧树脂基BFRP和热固环氧树脂基BFRP的刚度衰减模式大致相同,但前者有着更高的临界极限刚度和更为平缓的刚度衰减速率;热塑环氧树脂基BFRP有高应力水平下的纤维断裂及低和中疲劳应力水平下基体开裂和界面脱粘两种损伤模式,且它的疲劳微裂纹的积累和开展相比热固环氧树脂BFRP都非常缓慢,从而热塑环氧树脂基BFRP在相同应力水平下有着更高的疲劳寿命。