不同腐蚀环境下FRP筋耐久性与寿命预测研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.03.013

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (3): 75-81.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.03.013

不同腐蚀环境下FRP筋耐久性与寿命预测研究进展

张庭(), 金清平(), 宋仕娥, 曹南南, 邓思远

武汉科技大学城市建设学院，武汉 430065

收稿日期:2021-08-04 出版日期:2022-03-26 发布日期:2022-03-25
通讯作者: 金清平（1975—），男，教授，从事FRP土木工程结构与性能研究工作，jinqingping@wust.edu.cn
E-mail:3291311880@qq.com;jinqingping@wust.edu.cn
作者简介:张庭（1998—），硕士研究生，从事FRP土木工程结构与性能研究，3291311880@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51808419);建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室(BZ20201214?02);国家级大学生创新创业训练计划项目(202010488002);武汉科技大学大学生创新创业训练计划项目(20ZB004)

A review on durability and life prediction of FRP bars under different corrosive environments

ZHANG Ting(), JIN Qingping(), SONG Shie, CAO Nannan, DENG Siyuan

School of Urban Construction，Wuhan University of Science and Technology，Wuhan 430065，China

Received:2021-08-04 Online:2022-03-26 Published:2022-03-25
Contact: JIN Qingping E-mail:3291311880@qq.com;jinqingping@wust.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

针对纤维增强聚合物（FRP）筋体，综合分析了水溶液浸泡、盐溶液侵蚀，酸溶液和碱溶液，以及冻融等不同作用介质和作用方式下筋体的拉伸性能，归纳总结了FRP筋体拉伸强度演化规律。从FRP筋拉伸强度退化作用机理出发，以Arrhenius方程为基础，探讨了不同作用方式下FRP筋拉伸强度寿命预测模型方程的参数特征。

关键词: 纤维增强聚合物筋, 腐蚀环境, 拉伸性能, 耐久性, 寿命预测模型

Abstract:

The durability of FRP in different corrosive environment has been widely concerned and studied. In this paper， the tensile properties of FRP bars such as aqueous solution immersion， salt solution erosion， acid solution， alkali solution， and freeze?thaw were analyzed comprehensively under different action media and modes， and their evolution law of tensile strength was summarized. Based on the degradation mechanism of tensile strength of FRP bars and the Arrhenius equation， the parameter characteristics of the prediction model and equation for the tensile strength life of FRP bars under different action modes were discussed.

Key words: fiber reinforced polymer bar, corrosion environment, mechanical property, durability, life prediction model

中图分类号:

TQ327

张庭, 金清平, 宋仕娥, 曹南南, 邓思远. 不同腐蚀环境下FRP筋耐久性与寿命预测研究进展[J]. 中国塑料, 2022, 36(3): 75-81.

ZHANG Ting, JIN Qingping, SONG Shie, CAO Nannan, DENG Siyuan. A review on durability and life prediction of FRP bars under different corrosive environments[J]. China Plastics, 2022, 36(3): 75-81.

图/表 11

图1 GFRP筋在水溶液中拉伸强度保留率［1?4］

Fig.1 Retention of tensile strength of GFRP bars in aqueous solution［1?4］

图2 GFRP筋在酸溶液中拉伸强度保留率［3?7］

Fig.2 Retention of tensile strength of GFRP bars in acid solution［3?7］

图3 不同树脂GFRP筋在盐溶液中拉伸强度保留率［1?4， 6?9］

Fig.3 Retention of tensile strength of GFRP bars in salt solution［1?4， 6?9］

图4 GFRP筋在盐溶液中拉伸强度保留率［6?7，9］

Fig.4 Retention of tensile strength of GFRP bars in salt solution［6?7，9］

图5 BFRP筋在盐溶液中拉伸强度保留率［7?9］

Fig.5 Retention of tensile strength of BFRP bars in salt solution［7?9］

图6 砂浆包裹的GFRP筋在水溶液中的拉伸强度保留率［2， 8?13］

Fig.6 Retention of tensile strength of GFRP bars in aqueous solution coated with mortar［2， 8?13］

图7 不同直径GFRP筋在碱性溶液中拉伸强度保留率［7?9， 11?15］

Fig.7 Retention of tensile strength of GFRP bars with different diameters in alkaline solution［7?9， 11?15］

图8 GFRP筋在冻融循环下拉伸强度保留率［5， 8， 11］

Fig.8 Retention of tensile strength of GFRP bars under freeze?thaw cycles ［5， 8， 11］

图9 盐溶液和应力耦合作用下筋体拉伸强度保留率［8， 16?23］

Fig.9 Retention of tensile strength of bars under the coupling action of salt solution and stress［8， 16?23］

腐蚀溶液类型	GFRP筋直径/mm	温度/℃	y₀	A₁	R²
水溶液	—	25	20.89	-21.96	0.841 41
		50	99.02	-0.48	0.975 82
		80	76.79	23.27	0.989 1
盐溶液	—	25	88.027 2	11.942 3	0.930 15
		50	104.968 26	-5.164 45	0.930 15
		40	84.051 4	16.181 88	0.930 15
		60	66.802 22	32.818 01	0.930 15
		80	2.047 09×10¹⁵	-2.047 09×10¹⁵	0.930 15
酸性溶液	—	23	124.879 73	-25.256 36	0.933 91
		25	100.789 32	-1.240 72	0.987 78
		60	87.106 13	12.956 96	0.992 92
碱性溶液	12.7	25	67.333 33	32.666 67	0
	7	20	87.060 7	12.857 64	0.974 54
	7	60	78.688 93	21.290 74	0.996 68
	16	60	52.121 71	48.018 8	0.998 34
	16	40	67.185 11	32.868 94	0.999 08
	16	80	46.816 82	53.085 69	0.999 08

表1 不同溶液和温度作用下GFRP筋拟合拟合数据得到方程参数

Tab.1 GFRP bar fitting curve results under the action of aqueous solution

图10 不同温度腐蚀溶液下y0和A1关系

Fig.10 Relationship between y0 and A1 at different temperature

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