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钢管混凝土构件由钢材和混凝土组成,这两种材料在氯盐侵蚀环境中的使用寿命有限,且服役过程中需要高昂的维护成本。GFRP管-水泥基材料构件是在GFRP管中浇筑水泥基材料形成的新型组合构件,可替代部分需要在氯盐侵蚀环境下工作的钢管混凝土构件。由于GFRP材料与钢管的性能有显著差异,为确保GFRP管和水泥基材料共同工作,有必要开展氯盐侵蚀环境下GFRP管和水泥基材料界面粘结性能研究。本文研究课题在国家自然科学基金资助项目(51578236)的资助下开展,针对氯盐侵蚀对GFRP管-水泥基材料界面粘结性能的影响,采取室内模拟试验的方式,分析了全浸泡、室温干湿循环、高温干湿循环条件下,GFRP管-水泥基材料内氯离子侵蚀规律以及界面粘结性能变化规律,主要研究内容如下:(1)进行全浸泡、室温干湿循环、高温干湿循环条件下氯盐侵蚀试验,研究不同条件下氯离子的侵入深度和不同深度处的氯离子浓度。结果表明,干湿循环和高温单一因素作用时会增大氯离子侵入深度和同一深度的氯离子浓度,当干湿循环和高温双重耦合作用时,氯离子侵入深度和同一深度的氯离子浓度增大程度大于单一作用。研究三种侵蚀环境下试件中水泥基材料微观结构变化,采用SEM扫描电镜进行定性观察。结果表明,全浸泡组试件在侵蚀后期的微观结构较前期更为致密;室温干湿循环组和高温干湿循环组试件在侵蚀后期的微观结构较前期相对疏松。(2)通过硝酸银显色法测得全浸泡和干湿循环试件纵断面氯离子的分布情况,分析两种环境下的氯离子迁移和侵蚀机理差异。结果表明,全浸泡试件中的氯离子侵入以扩散作用为主;干湿循环试件包括干燥阶段和浸泡阶段,在浸泡阶段时,氯离子侵入以毛细吸收作用为主,扩散作用的影响相对较弱。由于侵蚀机理不同,经氯盐溶液侵蚀后,全浸泡组试件纵断面的氯离子显色区域为矩形,室温干湿循环组试件和高温干湿循环组试件的氯离子显色区域呈开口向上的抛物线。(3)对60根GFRP管-水泥基材料试件进行推出试验,对比分析GG-150d和QJ-30d试件的粘结应力-滑移曲线,发现界面粘结强度损失的主要原因是界面化学胶结力下降。结果表明,干湿循环和高温单一因素作用时会加大界面粘结损失;当干湿循环和高温双重耦合作用时,界面粘结损失程度大于单一作用。其损失机理为:界面处水泥经氯盐侵蚀后微观结构变得疏松,并伴随有Friedel盐晶体和氯化钠晶体生成,导致核心水泥与GFRP管内壁形成一层较为疏松的间隔层,使得化学胶结力减小。(4)通过对高温干湿循环试件中核心区和界面区水泥石进行微观指标测定,采用SEM扫描电镜定性观察和MIP压汞数据定量分析相结合的方式,进一步研究干湿循环试件中的氯离子迁移途径和界面粘结损失机理。结果表明,核心区水泥微观结构较为密实,界面区水泥的微观结构较为疏松、且孔洞较多,并有大量的氯化钠晶体聚集生成;通过MIP测得界面区水泥的孔隙率大于核心区,其孔隙体积也更大。孔隙的增多以及大量氯化钠晶体的生成,使得干湿循环试件的界面化学胶结力减小、界面粘结性能下降。