智能变电站模块化建设是我国家电网未来发展方向,预制舱是模块化的核心产品。玻璃纤维增强混凝土（Glass fibre reinforced concrete,GRC）具有轻质、高强、韧性好、耐腐蚀能力强、制备加工方便、成本低等优点,是制备预制舱墙体的理想材料。此前研究表明预制舱墙体材料的耐久性问题是影响结构服役寿命的关键,本文基于多孔介质理论和复合材料理论,以宏观和微观相结合,采用传统耐久性和热养护加速老化等试验方法,结合现代分析测试技术,系统研究了硅酸盐水泥、矿物掺合料体系、硫铝酸盐水泥等不同胶凝材料以及玻璃纤维掺量对GRC长期力学性能、收缩性能、抗碳化、抗氯离子渗透性、耐老化性能的影响,得到如下结论:（1）研究了不同胶凝材料体系和玻璃纤维掺量的GRC长期力学性能和收缩性能。随着玻璃纤维掺量增加,抗压强度略有降低,抗折强度明显升高。硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥、30%粉煤灰取代硅酸盐水泥、30%粉煤灰和10%硅灰取代硅酸盐水泥为胶凝材料制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC的90天抗折强度分别比基准组提高了61.1%、66.3%、123.2%、91.1%。同时,采用硫铝酸盐水泥制备的GRC材料其自收缩及长期干燥收缩最小;采用硅酸盐水泥制备的GRC材料干燥收缩及自收缩最大,掺加粉煤灰可有效降低GRC材料的干燥收缩和自收缩。实验结果表明,采用硅酸盐水泥制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC的90天干燥收缩为874.9με;同等条件下采用硫铝酸盐水泥、30%粉煤灰取代硅酸盐水泥、30%粉煤灰和10%硅灰取代硅酸盐水泥的GRC材料90天的干燥收缩分别为652.7με、730.6με、718.0με。适当掺量的玻璃纤维可一定程度上降低GRC的干燥收缩及自收缩,但是整体上玻璃纤维掺量对GRC材料的干燥收缩和自收缩的影响程度较小。利用CEB-FIP1990模型对玻璃纤维掺量为2%的GRC的干燥收缩随时间变化的数据进行拟合,发现吻合度较好,可以用于预测不同龄期的GRC的干燥收缩率,说明该模型对于硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥以及掺加矿物掺合料的GRC具有很好的适用性。利用（?）对玻璃纤维掺量为2%的GRC自收缩与干燥收缩的比值随时间的关系进行拟合,硅酸盐水泥体系和矿物掺合料体系的GRC拟合误差较小,而硫铝酸盐水泥制备的GRC拟合度较差,说明该模型对于硫铝酸盐水泥GRC不具有较好的适用性。（2）测定了不同胶凝材料的GRC的碳化深度,利用XRD、FT-IR分析技术研究了硅酸盐水泥、30%粉煤灰和10%硅灰取代硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥掺加乳液四组净浆碳化后完全碳化区、部分碳化区、未碳化区分布,定量研究了主要物相的变化。试验结果表明,硅酸盐水泥净浆的部分碳化区为0⁶ mm,未碳化区在6 mm以上;30%粉煤灰和10%硅灰取代硅酸盐水泥净浆的部分碳化区为0³ mm,未碳化区在3 mm及以上;硫铝酸盐水泥及掺入乳液的净浆相近,0 mm⁹ mm为完全碳化区,9mm¹8 mm为部分碳化区,18 mm以上为未碳化区。各组GRC材料碳化产物主要方解石为主,在30%粉煤灰和10%硅灰取代硅酸盐水泥净浆、硫铝酸盐水泥净浆中发现有少量文石生成。根据RCM法测定了6组GRC的非稳态氯离子扩散系数,硅酸盐水泥制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC氯离子扩散系数最大,为13.1×10^-12m²·s^-1,高于硫铝酸盐水泥的9.8×10^-12m²·s^-1,掺加粉煤灰和硅灰可以降低至4.1×10^-12m²·s^-1。丙烯酸酯共聚物乳液具有降低扩散系数的作用,掺加乳液的硫铝酸盐水泥、30%粉煤灰和10%硅灰取代硅酸盐水泥制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC分别比空白组降低了21.4%和36.6%,达到7.7×10^-12m²·s^-1和2.6×10^-12m²·s^-1。基于冻融循环试验后的质量损失和相对动弹性模量的变化,评价了6组GRC的抗冻性能。硫铝酸盐水泥制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC的抗冻性为200次,掺加乳液的硫铝酸盐水泥制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC抗冻性为150次,而硅酸盐水泥体系和矿物掺合料体系的GRC在250次冻融循环后没有太大破坏,质量损失在3%以内,相对动态弹性模量仍在90%以上。利用X-CT技术分析了在200次冻融循环之后4组GRC的孔径分布、孔隙率变化,结果表明,硫铝酸盐水泥制备的GRC的孔隙率要高于硅酸盐水泥体系和矿物掺合料体系的GRC,加入乳液后孔隙率进一步增加。冻融试验后GRC的孔隙率减小,0.001mm³到1mm³的孔数量也减少。（3）系统研究了硅酸盐水泥、掺加30%粉煤灰、掺加30%粉煤灰和10%硅灰、硫铝酸盐水泥四种胶凝材料对GRC耐老化性能的影响,结果显示硅酸盐水泥制备的GRC耐老化性能最差,硅酸盐水泥制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC标准养护90天后期抗折强度已经降低到12.5 MPa,50℃热水老化150天后抗折强度为9.7 MPa,此时纤维已几乎不再发挥作用。硅酸盐水泥掺加粉煤灰和硅灰后,耐老化性能得到改善,30%粉煤灰和10%硅灰取代硅酸盐水泥制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC老化150天之后抗折强度从13.5 MPa降低到12.3 MPa,远高于无纤维纯砂浆的7.3 MPa,纤维仍具有较好的服役性能。硫铝酸盐水泥制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC抗老化性能最好,经过50℃热水老化150天后抗折强度从15.9 MPa降至13.1 MPa。掺加乳液能够在一定程度上减缓GRC老化强度的降低,但是由于其降低了GRC基体的抗折强度,其老化150天时的抗折强度低于空白组。老化之后GRC的抗压强度没有明显的下降趋势,但乳液的加入会导致抗压强度的降低。利用SEM分析技术对GRC老化后的玻璃纤维表面进行了形貌观察,结果显示,硅酸盐水泥制备的玻璃纤维体积分数为2%的GRC在标准养护90天时玻璃纤维纤维表面就出现了腐蚀的痕迹,老化90天时出现了表层剥落现象,老化150天时表层已经基本腐蚀殆尽,纤维明显细化。（4）硫铝酸盐水泥制备的GRC在收缩、抗氯离子渗透性、耐老化性能方面表现最好,在抗碳化和抗冻性方面相对较差。采用30%粉煤灰和10%硅灰取代硅酸盐水泥在GRC耐老化性能与硫铝酸盐水泥相比差别不大,但其在抗氯离子渗透性、抗碳化和抗冻性方面具备明显优势,是一种综合耐久性较好,可以用于替代硫铝酸盐水泥来制备GRC的胶凝材料。传统硅酸盐水泥尽管具有较好的抗碳化和抗冻融性能,但其抗老化性能明显低于硫铝酸盐水泥和双掺粉煤灰和硅灰的复合水泥,不适合用于GRC材料的制备。