堿性環(huán)境下GFRP筋腐蝕機(jī)理及力學(xué)性能研究.pdf

1、鋼筋腐蝕是影響鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的主要問(wèn)題之一，與鋼筋相比，GFRP筋具有高強(qiáng)度、低密度和良好耐酸腐蝕性能。因此，GFRP筋可以是代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋的一個(gè)很好的選擇。GFRP筋易在堿環(huán)境下受到腐蝕，而混凝土內(nèi)部孔溶液又是PH13左右的強(qiáng)堿性溶液，如果要使用GFRP筋代替鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，制成GFRP筋混凝土，就很有必要研究在堿性環(huán)境下GFRP筋腐蝕機(jī)理及力學(xué)性能。
　　本文選用兩種不同樹(shù)脂基體的GFRP筋（環(huán)氧樹(shù)脂基

2、體和不飽和聚酯樹(shù)脂基體），并設(shè)計(jì)了GFRP筋在人工模擬混凝土孔溶液的腐蝕和拉伸試驗(yàn)，GFRP筋混凝土試件的腐蝕和拉伸試驗(yàn)。結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)90天的人工加速腐蝕試驗(yàn)，GFRP筋體表面發(fā)生了嚴(yán)重的坑蝕現(xiàn)象，從外觀上表現(xiàn)為玻璃纖維與樹(shù)脂基體分離，堿溶液的PH值從最初的13.62降低到12.85，表明堿溶液中的OH?與GFRP筋發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。在堿溶液中浸泡后GFRP筋的質(zhì)量變化并不明顯，經(jīng)過(guò)90天的堿溶液腐蝕后，質(zhì)量保留率均在97％以上；但堿溶

3、液對(duì)GFRP筋力學(xué)性能的影響比較明顯，溫度為60℃，GFRP筋在兩種堿溶液中浸泡90天后，無(wú)論是環(huán)氧樹(shù)脂基體GFRP筋還是不飽和聚酯樹(shù)脂基體GFRP筋，抗拉強(qiáng)度都降低了30%左右，環(huán)氧樹(shù)脂基體GFRP筋的抗拉強(qiáng)度保留率高于不飽和聚酯樹(shù)脂基體GFRP筋，說(shuō)明環(huán)氧樹(shù)脂基體GFRP筋具有更好的耐堿性。GFRP筋混凝土試件的腐蝕和拉伸試驗(yàn)也是先在恒溫箱中進(jìn)行了人工加速腐蝕試驗(yàn)，隨后進(jìn)行GFRP筋拉伸試驗(yàn)。在相同的試驗(yàn)溫度、相同的試驗(yàn)時(shí)間下，人工

4、模擬混凝土孔溶液對(duì)GFRP筋的腐蝕明顯強(qiáng)于C40混凝土，在經(jīng)過(guò)30天、60天、90天后， GFRP筋的抗拉強(qiáng)度保留率都是在C40混凝土環(huán)境中的高。當(dāng)環(huán)境溫度為60℃，在經(jīng)過(guò)90天后，在C40混凝土中的GFRP筋的抗拉強(qiáng)度保留率約下降到81.56%，而在人工模擬的氫氧化鈣飽和溶液中的GFRP筋的抗拉強(qiáng)度保留率則下降到73.6%。同時(shí)，研究了GFRP筋極限抗拉強(qiáng)度損失和PH減小量之間的關(guān)系，得出配制混凝土?xí)r控制其堿度可以提高GFRP筋的耐久