對(duì)GFRP筋在混凝土包裹、堿性溶液浸泡及自然環(huán)境紫外線輻射等不同環(huán)境條件下長(zhǎng)期力學(xué)性能的發(fā)展變化情況進(jìn)行了為期一年多的跟蹤實(shí)驗(yàn)測(cè)試,一方面研究GFRP筋在長(zhǎng)期混凝土包裹條件下實(shí)際的性能發(fā)展規(guī)律,另一方面檢驗(yàn)以往GFRP筋加速老化實(shí)驗(yàn)的可靠性。已有測(cè)試結(jié)果表明,經(jīng)歷一年多的混凝土包裹及室外環(huán)境曝露后,GFRP筋抗拉強(qiáng)度長(zhǎng)期衰退幅度不大,而堿液長(zhǎng)期浸泡一年后GFRP筋抗拉強(qiáng)度衰退約20%。
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通過(guò)室內(nèi)單一碳化、單一凍融,以及碳化與凍融交替作用下的混凝土耐久性循環(huán)試驗(yàn),對(duì)比分析了混凝土相對(duì)抗壓強(qiáng)度、相對(duì)動(dòng)彈性模量和碳化深度等指標(biāo)的變化規(guī)律.結(jié)果表明:在碳化與凍融交替作用下,混凝土相對(duì)抗壓強(qiáng)度要比單一凍融作用時(shí)大,但程度有限;混凝土相對(duì)動(dòng)彈性模量要比單一凍融作用時(shí)小,碳化深度則比單一碳化作用時(shí)大.碳化與凍融交替作用下的混凝土抗凍耐久性較之單一凍融作用下有所下降,抗碳化能力較之單一碳化作用下有所減弱.后建立了碳化與凍融交替作用下以碳化時(shí)間和凍融循環(huán)次數(shù)為變量的混凝土抗壓強(qiáng)度擬合模型.
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結(jié)合理論分析、數(shù)值模擬和試驗(yàn)驗(yàn)證,探討了混凝土中鋼筋的腐蝕行為,并建立了鋼筋腐蝕速率的預(yù)測(cè)模型.首先基于試驗(yàn)數(shù)據(jù),修正了混凝土的電阻率模型,然后結(jié)合混凝土中鋼筋腐蝕的電化學(xué)原理和宏電池腐蝕模型,分析了保護(hù)層厚度、水灰比、氯離子含量和空氣相對(duì)濕度等因素對(duì)鋼筋腐蝕過(guò)程控制方式和腐蝕速率的影響,并據(jù)此建立了混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋腐蝕速率的預(yù)測(cè)模型.分析表明,所建立的預(yù)測(cè)模型能夠合理地反映電阻和陰極控制條件下鋼筋腐蝕速率的變化趨勢(shì),具有較好的預(yù)測(cè)精度和實(shí)用性.