3.4　腐蝕環境下的力學性能

盡管FRP材料不會像金屬那樣產生電化學腐蝕，但仍然會在不同的化學環境中（包括酸、堿）發生性能的劣化。這種劣化隨著溫度的升高而加劇，由于纖維的“瀝濾”作用，其很容易受到堿性和中性溶液的腐蝕，但是在樹脂包裹下形成的FRP制品后會有很大的改善，目前國內外對此也開展了一定的研究，ACI 440委員會有關研究沒有對其產品給出明確的規定，但是強調暴露于環境中的構件，采用GFRP筋進行構件增強時，強度標準值應乘以0.7的安全系數，以作為設計強度。

某實驗現場取樣進行常溫化學物質3個月腐蝕性試驗，測試結果見表3-15。

通過幾個月的試驗研究發現，常規的酸性溶液、堿性溶液和NaCl溶液對于GFRP筋（乙烯基樹脂、無堿玻璃纖維粗紗）制品確實有一定的侵蝕作用，同時由于乙烯基樹脂極好的抵抗化學介質的性能，使得常規化學物質的常溫侵蝕作用效果十分有限，一般不會超過5%。如此看來，ACI 440委員會強調暴露于環境中的構件，采用GFRP筋進行（混凝土）構件增強時，強度標準值應乘以0.7的安全系數，以作為設計強度的提法，是具有客觀科學依據的。

3.4.1　酸性溶液

為了確認GFRP筋對于酸性溶液的抵抗能力，采用?28mm、由乙烯基酯樹脂生產的玻璃纖維筋進行測試。試驗條件如下。

①分別采用pH值為2和5的H2SO4溶液作為實驗介質。

②GFRP螺紋筋的浸泡。

將GFRP螺紋筋分別放入兩種H2SO4溶液中常溫浸泡，浸泡時間為90天。

③浸泡后的GFRP螺紋筋再進行拉伸試驗。

將浸泡后的GFRP螺紋筋取出后，用清水將表面洗凈。

實驗結果如下。

①GFRP螺紋筋經過pH=2的H2SO4溶液浸泡90天后，拉伸強度由602.51MPa下降到579.31MPa，拉伸強度保持率達96.1%，下降幅度僅3.85%。

②彈性模量由41.68GPa上升到43.19GPa，基本保持不變。

③GFRP螺紋筋經過pH=5的H2SO4溶液浸泡90天后，拉伸強度由602.51MPa上升到610MPa，變化幅度為1.2%。

④彈性模量由41.68GPa上升到44.3GPa，基本保持不變。

3.4.2　堿性溶液

將GFRP筋泡在堿性環境[1L水中含有118.5g的Ca（OH）2、0.9g的NaOH和4.2g的KOH，溶液的pH值為12.8，以后每隔1～2周測試一次pH值，均保持在12.5左右。接近于混凝土與水泥砂漿的環境]中3個月（溫度變化為0～40℃），檢測來看，表面出現較明顯的溶脹現象，并伴有發黏、發白的狀態，如圖3-44所示。

經過測試，研究人員沒有發現GFRP筋（乙烯基樹脂）在常溫情況下，產品力學性能出現明顯的降低，見表3-16。

3.4.3　鹽溶液

為了確認GFRP筋對于氯離子的抵抗能力，采用?28mm、由乙烯基酯樹脂生產的玻璃纖維筋進行測試，試驗條件如下。

（1）NaCl溶液的配制

①由130kg水、7.8kg NaCl配制得到濃度為6%的NaCl溶液。

②由110kg水、40kg NaCl配制得到飽和NaCl溶液。

（2）GFRP螺紋筋的浸泡　將GFRP螺紋筋分別放入兩種NaCl溶液中常溫浸泡，浸泡時間為30天、90天。

（3）浸泡后的GFRP螺紋筋再進行拉伸試驗　將浸泡后的GFRP螺紋筋取出后，用清水將表面洗凈。測試結果如下。

①GFRP螺紋筋經過6%的NaCl溶液浸泡30天后，拉伸強度由604.75MPa下降到583.28MPa，拉伸強度保持率達96.45%，下降幅度僅為3.55%。

②彈性模量由43.21GPa下降到43.19GPa，基本保持不變。

③GFRP螺紋筋經過6%的NaCl溶液中浸泡90天后，拉伸強度由604.75MPa下降到598.10MPa，下降幅度僅1.1%。

④彈性模量由43.21GPa下降到41.44GPa，下降幅度為4.1%。

⑤GFRP螺紋筋在飽和NaCl溶液中浸泡30天后，拉伸強度由604.75MPa下降到575.72MPa，性能保持率達95.20%，下降幅度僅為4.80%。

⑥彈性模量由43.21GPa下降到40.08GPa，性能保持率達92.76%，下降了7.24%。

⑦GFRP螺紋筋在飽和NaCl溶液中浸泡90天后，拉伸強度由604.75MPa下降到566.83MPa，性能保持率達93.73%，下降幅度約為6.27%。

⑧彈性模量由43.21GPa下降到41.78GPa，下降幅度約為3.3%。

乙烯基酯樹脂制得的GFRP螺紋筋在NaCl溶液中浸泡30天和90天后，拉伸性能方面的下降并不是十分明顯，說明乙烯基樹脂的耐氯離子的能力較強（圖3-45和圖3-46）。