人工海水环境下GFRP筋抗拉性能加速老化试验

摘要

根据ASTM D665规定的试验方法,开展了40,60,80℃人工海水环境中玻璃纤维塑料(GFRP)筋抗拉性能的加速老化试验.GFRP筋试件数量共90根,直径为16 mm,侵蚀时间分别为3.65,18.00,36.50,92.00,183.00 d.结果表明:在40,60,80℃人工海水环境中侵蚀183.00 d后,GFRP筋的抗拉强度分别下降了17.71％,24.89％和28.65％,而弹性模量仅分别下降了6.57％,4.40％和-3.77％.采用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀前后GFRP筋的微观形貌进行了观测,发现在GFRP筋的腐蚀劣化区域,环境温度为60℃的GFRP筋其纤维和树脂之间的界面变得松散(与环境温度为40℃筋相比),而环境温度为80℃的GFRP筋内部则出现了孔洞.GFRP筋吸湿试验结果表明:在侵蚀初期,GFRP筋的吸湿曲线近似为线性;随着侵蚀时间的增加,吸湿曲线变缓并趋于水平;GFRP筋在人工海水溶液中的吸湿过程符合Fick定律.最后,在分析了环境温度、侵蚀时间等参数对GFRP筋抗拉性能影响的基础上,基于Fick定律提出了人工海水环境下GFRP筋抗拉强度的退化模型.