碱性条件下GFRP（玻璃纤维增强塑料）筋-混凝土界面粘结行为的劣化机制与预测模型

《Polymer Composites》：Degradation Mechanism and Predictive Model of GFRP Bar-Concrete Interfacial Bonding Behavior Under Alkaline Conditions

GFRP棒与混凝土粘结退化研究显示，碱性环境下受损和未受损试件经静浸和干湿循环后，粘结强度分别下降62.67%和44.3%，微观分析表明界面松动、树脂水解（N含量降0%）及纤维损伤（Si含量升21.10%）导致持续退化，并建立基于16mm直径阈值和时变模型的预测方法。

　　

摘要

本研究探讨了玻璃纤维增强塑料（GFRP）筋在碱性条件下的劣化情况及其与混凝土之间的粘结性能。共制备了两种试样：一组为受损试样，预先加载至其极限粘结载荷的25%；另一组为未受损试样。这两种试样均通过静态浸渍和湿-干循环处理暴露于碱性环境中。在老化30天、90天和150天后，评估了它们的宏观力学性能和界面微观形态。结果表明，与未浸渍的试样相比，经过150天老化后，未受损组的GFRP筋的抗拉强度下降了20.44%–25.76%，受损组的抗拉强度下降了28.17%–29.83%。粘结强度受浸渍时间的影响最为显著：与未腐蚀的试样相比，受损组和未受损组的粘结强度分别下降了62.67%和44.3%。微观分析显示，长时间的浸渍导致筋与混凝土之间的界面松动，加速了氢氧根离子（OH^?）的渗透。这引发了树脂基体的水解（氮含量从14.84%降至0%）和纤维损伤（硅含量从1.81%升至21.10%），从而导致粘结性能持续恶化。基于这些研究结果，建立了一个基于16毫米筋直径阈值的粘结强度预测模型；同时，还建立了在碱性环境中自然暴露条件下随时间变化的粘结强度模型，并采用了对数模型进行预测。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。