采用GFRP配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响.pdf

　　　　　　　资料收集　　　采用ＧＦＲＰ配筋解决混凝土碳化对桥梁面板的负面影响　　　　　　郑愚，秦怀泉，李春红　　　　　　　　’　　（１．东莞理工学院建筑工程系，广东东莞５２３８０￣；；２．英国贝尔法斯特女王大学建筑、规划与土木工程学院，英国贝尔法斯特Ｂ１９５ＡＧ）　　　　摘要：桥梁面板是桥梁结构的主要构件，对结构的整体性能和交通运输起着至关重要的作用。然而随着使用年限的增　　加，混凝土碳化将对钢筋混凝土桥梁面板的耐久性能产生较大的影响。近年来，玻璃纤维增强复合筋材（ＧＦＲＰＢａｒｓ）因具有高　　强、轻质、耐腐蚀等性能而逐渐被工程界认可。非线性有限元分析的结果表明，由于压缩薄膜效应的存在使得同样配筋率的　　ＧＦＲＰ筋混凝土桥梁面板与钢筋混凝土桥梁面板的工作性能相似，证实了ＧＦＲＰ筋代替钢筋的可行性。在分析混凝土的碳化　　　机理和ＧＦＲＰ的材料属性后发现，由于碳化使混凝土的渗透性和孔隙率降低，在碳化发生以后ＧＦＲＰ筋混凝土桥梁面的耐久性　　能不仅没有下降反而有所提高。　　　　　关键词：ＧＦＲＰ筋；混凝土桥梁面板；碳化　　　　　———　中图分类号：ＴＵ３７７．９文献标识码：Ａ文章编号：１００３０９９９（２００９）０４００５３０６　　在桥梁工程建设中，无论是混凝土结构、钢结构　　还是钢．混组合结构，桥梁面板通常采用钢筋混凝土板结构¨　　　ｊ。然而在过去二十年中，这些桥梁结构体　系都暴露出一些问题，其中最为严重的就是钢筋或　　钢材的腐蚀导致结构功能过早退化或：力能不足Ｊ。　　由于保护层厚度较小，除冰盐直接作用：其表面，加　　上长期承受交通荷载容易造成混凝土开裂等原因，　　　　桥梁面板钢筋锈蚀问题尤为严重。因此，钢筋混凝　土桥面板需要经常维修，甚至还要重新安装预制加　强板。这不仅会产生高昂的维护费用，还会造成交　　　　通阻塞，影响当地的经济发展。因此，研究和设计具　　有良好耐久性能的桥梁面板有着重要的现实意义和　　必要性。　　混凝土碳化对钢筋混凝土结构的耐久性能来说　是一把双刃剑。一方面它是钢筋锈蚀的主要原因之一　　＿３Ｊ。　大气中的二氧化碳与混凝土中的水化产物　发生化学反应，破坏了混凝土结构本身的碱性环境，　从而加快钢筋锈蚀，降低结构的工作性能，桥梁的使　用寿命往往低于人们的预期。通过对现有建筑物的　　　调查发现，因碳化造成混凝土中钢筋锈蚀，其钢筋锈　　　　　蚀深度达到２０％［５３。另一方面碳化可提高混凝土　　　的密实程度，减少微小裂缝，从而增强混凝土的抗渗　　　性能，提升结构的耐久性Ｊ。因此，采用耐酸腐蚀的　非金属筋材代替钢筋将能有效解决混凝土碳化加剧　钢筋锈蚀的问题，并且使混凝土的耐久性能随碳化　的加深呈现更良性的发展。　本文结合前期对混凝土桥梁面板内压缩薄膜效　应的研究　　和ＧＦＲＰ筋混凝土板非线性有限元分　　析的结果表明，在桥梁面板中使用ＧＦＲＰ筋代替钢　　　筋具有可行性。通过分析以往ＧＦＲＰ筋混凝土结构　　　　中筋材的化学性能，证实了ＧＦＲＰ筋可作为解决混　凝土碳化导致结构耐久性能下降的有效途径。　　　１混凝土碳化对结构耐久性能的影响　　　１．１混凝土碳化对钢筋锈蚀的影响　混凝土对钢筋具有一定的保护作用，这是因为　　　水泥水化过程中产生了一定量的Ｃａ（ＯＨ）（对普通　　　　　　　　　　　硅酸盐水泥，Ｃａ（ＯＨ）的含量可以达到１０％～　　１５％），Ｃａ（ＯＨ）的溶解度很小，通常以固体形式存　　　　在，从而能使混凝土结构只呈碱性，其ＰＨ值一般为　　　１２～１３Ｊ。　　　　在这样的碱性环境中，钢筋表面形成一　　　层非常稳定的钝化膜（一层不渗透，且牢固地粘附于　钢筋表面的氧化物）。有了这层钝化膜，钢筋表面就　　　　不会出现活性状态的铁离子，而且水和氧气都无法　　　渗透过去，因此电化学锈蚀便无法进行，钢筋可免于　腐蚀。　　　　　桥梁结构建成时，混凝土的ＰＨ值通常为１２．５—　１３之间，此时钢筋处于钝化状态。只要让结构保　　　　　持这种ＰＨ值，钢筋的锈蚀问题便不会发生。但是　　通过大量的现场测试和分析发现，由于长期暴露在　　　外，混凝土桥梁内部的ＰＨ值每年以１０％的速度下　　　降，这对钢筋表面钝化膜的稳定性影响甚大。研　　—　收稿日期：２００９－０２１９　　　基金项目：东莞市科技计划（２００８１０８１０１０２４）；东莞理工学院博士科研启动基金（ＺＧ０８０５０２）　　　作者简介：郑愚（１９７８一），男，讲师，博士，主要从事结构耐久性，结构数值模拟及复合材料方面的研究。　　　　　一帮姆｜她臻｜：，　／　　　　　　　资料收集　　　　　　　究表明，只有当混凝土ＰＨ值大于１１．５时，钢筋才　　能完全处于钝化状态。当ＰＨ值位于９．８８～１１．５之　　　　　间时，钢筋表面的钝化呈不稳定状态，会逐渐溶解、　　破裂、钢筋表面可能发生锈蚀。当混凝土ＰＨ值下　　　　　降到小于９．８８时，钢筋表面的氧化物是不稳定的，　　　钝化膜将消失，这使得钢筋表面处于活性状态。此　　时，如果氧气和水存在于混凝土内，钢筋就会被腐蚀。　　　　　　　混凝土碳化是指空气中的ＣＯ等酸性气体与　　　　　　　混凝土中液相的Ｃａ（ＯＨ）作用，生成ＣａＣＯ和Ｈ：Ｏ　　　　的中性化过程，中和反应的结果降低了混凝土的碱　　度和含碱的数量。混凝土碱性的降低直接导致钢筋　表面的钝化膜失去稳定甚至破坏。当混凝土完全碳　　　　　　化时，其ＰＨ值从１３降至９以下Ｊ，此时钢筋必然　　　　会受到电化学的腐蚀。由此可以看出，混凝土碳化　　　是引起钢筋锈蚀的主要原因之一。　　　１．２混凝土碳化对混凝土抗渗性能的影响　尽管混凝土的碳化会导致结构碱度下降而加剧　　　　　钢筋的腐蚀，但是却可以降低混凝土的渗透性和孔　　　　隙率，提高混凝土的抗渗性能。这是因为混凝土碳　　　　化产生的ＣａＣＯ固化物在混凝土内部沉淀，碳化的　　化学过程如公式（１）所示：　　　Ｃａ（ＯＨ）２＋ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ：ＣａＣＯ３＋２Ｈ２Ｏ（１）　　　　研究表明混凝土碳化程度越高，其抗渗性能　　　越强。对于桥梁面板这种强度较低的混凝土构件，　抗渗性能提高的幅度尤其明显。同时，碳化可以降　　　低混凝土的孔隙率，早期降低迅速，后期缓慢，低强　　　度混凝土孔隙率的变化更为显著。混凝土抗渗性能　　的提高会改善混凝土本身的传输特性，防止侵蚀性　　　物质向破坏处运输。此外，碳化对渗透性和孔隙率　　　　的影响还将增强混凝土原有的强度。　　２ＧＦＲＰ筋混凝土桥梁面板的力学性能　　　２．１ＧＦＲＰ筋的材料性能　　（ａ）｝伸试验过程　（文章来源：本刊２００９年第４期）　（ｂ）试验结果　　　图１ＧＦＲＰ筋拉伸试验　ＧＦＲＰ筋的性能取决于增强玻璃纤维和合成树　　　脂的类型，而纤维的含量、横断面形状和制造技术对　　　　　　　　　　　　　　其也有重要影响。通过对本次研究中所采用的　　　　　　ＨｕｇｈｅｓＢｒｏｔｈｅｒｓ公司提供的Ａｓｉａｎ１００ＧＦＲＰ筋进　　　行受力性能测试后发现（见图１），相对于一般钢筋，　　ＧＦＲＰ筋主要有以下优缺点：　①　　　优点：抗拉强度高（钢筋的屈服强度为３４０～　　　　　５００Ｎ／ｍｍ，而ＧＦＲＰ筋的断裂强度为７００Ｎ／ｍｍ）；②③　密度小，利于施工；强度质量比高。　①　　　　　　　　　　　　　缺点：抗剪强度低，一般是其抗拉强度的　②　１０％左右；线性弹性脆性材料，没有明显的屈服平　　③　　台，见图１（ｂ），延性较差；生产工艺复杂，成本较　高。　　　２．２制约ＧＦＲＰ筋在桥梁工程中应用的因素　　　　从上面的分析可以看出，由于ＧＦＲＰ筋材的弹　　　　　　　　　性模量（６５０００Ｎ／ｍｍ）低于一般钢筋的弹性模量　　　（２０００００Ｎ／ｍｍ）以及不同ＧＦＲＰ筋与混凝土粘结性　　　能的差异，导致出现裂缝后的同等荷载作用下ＧＦＲＰ　　　筋混凝土简支构件的挠度要比相应的钢筋混凝土构　　　件大２～４倍而且裂缝宽度也要大得多。因为现行纤维增强筋材混凝土结构规范¨　　　中将桥梁面板　　　作为简支构件进行结构设计，导致了位移和裂缝往　　往成了结构设计的控制条件。需要在受拉区配置更　　　　　　多的ＧＦＲＰ筋，所以在实际工程中容易把ＧＦＲＰ筋　　　｝昆凝土构件设计成超筋构件。在对已建成的ＧＦＲＰ　　　　　　混凝土桥梁结构的分析可以发现目前的设计方　　　　　　　法＿ｌ导致了桥梁面板内的配筋率（２．３～２．８％）　　要远高于采用钢筋作为配筋材料的桥面板结构（１．２～　　１．７％）。同时由于ＧＦＲＰ筋本身的价格相对钢筋　　　　　　　资料收集　　　较为昂贵，因此采用目前ＧＦＲＰ筋混凝土桥梁的整　体造价要高于采用钢筋作为配筋材料的同类型的桥　　　　　　梁结构（约增加６０％的建造成本）。此外ＧＦＲＰ　　筋材延性差，无法像钢筋混凝土结构构件一样允许　　　　　　塑性铰的出现。较低的延性，较高的配筋率和造价　　　都导致了这一新型建筑材料无法在桥梁工程中得到　广泛应用。　　　　　２．３引入新的设计方法改良ＧＦＲＰ筋在桥梁工程　中的应用　　　图２桥梁面板结构试验结果与现行规范计算结果对比　　现行的桥梁结构类型主要有梁式桥或梁板桥，　　　拱桥和箱桥等，其中梁式桥或梁板桥是较为通用的　结构类型¨　　　　　　Ｊ。在该结构体系中，由于受到支撑梁、　　　　　横隔梁和外围未开裂桥梁面板的影响，当裂缝在加　　　载区的板底和支撑处的顶部方产生后，混凝土板内　部便会发生压缩薄膜效应　　。在笔者前期的研　　究工作中　　　　　　　发现，由于现行设计方法对混凝土　　　　板中压缩薄膜效应的忽略导致桥梁面板的承载能　力被大幅低估，从而使得配筋率过高。而且在过去　　英国女王大学的试验研究¨　　　　　中发现，配筋率的大　　　　小对桥梁面板承载力影响并不大，见图２。由于压　　　　缩薄膜效应的存在，混凝土桥梁面板的破坏并非因　　为板内钢筋的屈服产生而是混凝土自身的压溃和　　冲切造成。　　　这是由于在现行对钢筋混凝土桥梁面板的设计　方法中仅仅考虑了转动和竖直方向上对板结构强度　　的影响，却忽略了水平方向的约束，例如来自支撑梁　　　　　　　和加载区外围板块的横向约束。从图３中可以看　出，由于横向约束的存在，当荷载施加到一定程度　　　时，随着加载区的底部和边界处的顶部裂缝的产生，　　　混凝土板内的中和轴向着受压区移动。由于对混凝　　　　　土板末端受压区横向约束的存在，板内产生了压缩　　　　薄膜压力（拱推力）。这一薄膜效应增加了混凝土　板内的受压区高度和提高了结构的极限强度。　　横向　刚度　　　图３带有横向约束｝昆凝土板中的压缩薄膜效应　　　　　　由于目前现行规范中并没有考虑压缩薄膜效　　　　应，因此本文采用了非线性有限元技术对一批带有　　侧向约束的混凝土板进行数值分析。选取的分析模　　　　　型为Ｔａｙｌｏｒ等人在２００１年所发布的钢筋混凝土　　　　　　桥梁面板试验模型，见图４。该试验模型为一组带　　　有横向约束的钢筋混凝土单向板。试验中调整的结　构参数包括混凝土强度、钢筋位置、配筋率和横向约　　　　束刚度。采用的有限元软件为Ａｔｅｎａ提供的免费　　　单元限制版有限元包。本文前期的研究工作已　经对所建立的钢筋混凝土有限元模型的准确性进行　　了校核（见表１），证明所建立的数值模型能够准确　的反映该结构构件的工作性能。　Ｐ　　　　图４Ｔａｙｌｏｒ等人的试验模型　　　　根据前期对ＧＦＲＰ筋材料属性的测试结果（见　　　图１），置换原有数值模型中钢筋的材料属性。表１　　　和图５对ＧＦＲＰ筋混凝土桥梁面板和钢筋混凝土桥　梁面板的承载能力与荷载位移响应进行了比较。通　　　过分析可以发现，采用两种配筋材料的混凝土桥梁　　　面板承载能力基本一致。因为ＧＦＲＰ筋材本身弹性　　　模量较低，因此在简支模型（ｓ７）中，ＧＦＲＰ模型的变　形较大，见图５（ｂ），而带有侧向约束的混凝土板（如　　　　　　　　　模型ｓ３）由于压缩薄膜效应的作用，钢筋模型　　　　　　　　　　与ＧＦＲＰ筋模型的变形量基本一致，见图５（ａ）。　　　　　　　　同时从图６中可以看出，采用ＧＦＲＰ筋材的模型裂　　　　　缝开展数目较多，但其分布基本与钢筋模型一致。　　　　　而且由于压缩薄膜效应的存在，板内裂缝的分布呈　　　　现局部化，主要集中在加载区和支座处。其余位置　　　　　　　　由于轴向压力的作用，基本上没有开裂。因此　　　　可以看出，同样配筋率的ＧＦＲＰ筋混凝土桥梁面板　　的工作性能与钢筋混凝土构件基本一致，不会受到　　　　　　　　ＧＦＲＰ材料自身弹性模量较低和线弹性脆性等特　　点的影响。　≤　　　　艾章采本鹕ｌ辱策号娓　王　　　　　　　资料收集　　　表１有限元分析结果　　　　注：ＴＢ表示双层配筋，Ｂ表示仅在板底配筋。　（ａ）模型ｓ３　（ｂ）模型Ｓ７　　　　图５荷载位移曲线（钢筋混凝土ＶＳＧＦＲＰ筋混凝土）　支座处　加载区　（ｂ）钢筋　　　图６极限荷载作用下开裂状态模拟（模型ｓ３）　　　３采用ＧＦＲＰ筋材缓解碳化对结构耐　久性能的影响　　　３．１ＧＦＲＰ筋混凝土构件的耐久性能　　　表２玻璃纤维中的化学构成　　构成　百分比／％　　—　　通过对ＧＦＲＰ筋中Ｅｇｌａｓｓ纤维的材料分析（如　　　　　　表２所示）可以看出，在碱性较强的环境中，以ｓｉ为　　　　主体的玻璃纤维有可能与ＯＨ一产生化学反应导致　玻璃整体分解，这时由于玻璃纤维末梢的化学键和　　　　　水分子发生了水化反应，见公式（２）。这种分解和　　质量流失的现象在某种程度上可以理解为ＧＦＲＰ筋　　　　　　的腐蚀。前面的研究已发现混凝土在浇铸初期的　　　ＰＨ值为１２～１３，有可能对ＧＦＲＰ筋产生腐蚀。因此　　　目前采用的ＧＦＲＰ筋材中玻璃纤维的含量一般控制　　　　在７５％左右，玻璃纤维之间采用环氧乙烯基脂树脂　　　　　　进行粘合（例如本次研究所采用的ＨｕｇｈｅｓＢｒｏｔｈｅｒｓ　　　　　公司提供的Ａｓｌａｎ１００ＧＦＲＰ筋），以此来增强玻璃　　　　　　　资料收集　纤维筋的抗腐蚀性能。　Ｉ　ｌｌ　—　　——……　　Ｓｊ一０一Ｓｉ＋Ｈ２一ＳｉＯＨ＋ＯＨＳ］【一（２）　　　　同时，混凝土结构，特别是桥梁结构，由于长期　　　　　　　暴露在室外，结构内的ＰＨ值每年以１０％的速度下降¨　　　，这样也降低了ＧＦＲＰ筋被锈蚀的可能性。在　　　　　　　　　　　　　　Ｏｎｏｆｒｅｉ的研究中，分别采用扫描电子显微镜　（ＳＥＭ）和能量色散ｘ射线（ＥＤＸ）对在加拿大使用了　　　５～８年的ＧＦＲＰ筋混凝土桥梁示范工程进行了耐久　　　　　性测试。研究表明，桥梁面板内的ＧＦＲＰ筋材表面　完整，ＧＦＲＰ筋材与混凝土之间粘合性能保持良好，　　　ＧＦＲＰ筋上的树脂并没有被损坏而且混凝土材料自　　　身的碱性物质并没有渗透人ＧＦＲＰ筋材中。该研究　　　报告有效地证实了ＧＦＲＰ筋材在混凝土结构中有着　　　良好的耐久性能。　　　３．２碳化对ＧＦＲＰ筋混凝土结构的影响　　　　通过上面对混凝土碳化机理的分析可以看出，　　　　当混凝土内的氢氧化钙被消耗以后，材料内部的碱　　性明显降低（ＰＨ值每年以１０％下降），这将有效提　　　　高混凝土桥梁面板内ＧＦＲＰ筋材的抗腐蚀性能。同　时，碳化能够增加混凝土材料本身的使用寿命和增　强混凝土材料本身的抗压和抗拉强度。混凝土材料　　　的碳化首先发生在结构表面与空气接触的部分，碳　化的深度主要取决于相对湿度、混凝土本身的含水　量和本身的材料特征，如水灰比。随着使用年限的　　　增加，碳化深度逐渐加大，混凝土材料本身的抗渗性　　　　　　　　　　　　　　　能也将逐步提高。这将有效地阻止ＯＨ离子与　　　　ＧＦＲＰ筋中ｓｉ离子发生化学反应，增加了筋材的使　用寿命。　　　　４总结　　　　　ＧＦＲＰ筋具有良好的抗酸性能和较高的抗拉强　　　　　度。当它作为配筋材料应用于混凝土桥梁面板时，　　能够很好地解决混凝土碳化后ＰＨ值下降导致结构　　　耐久性能减弱的问题，并且能够更有效地利用碳化　对混凝土抗渗性能、密实程度和强度的提高，使碳化　的加深不仅没有降低结构的使用寿命反而增强了结　构的可持续使用性。另外，结合前期对压缩薄膜效　　　　　　应的研究成果，通过非线性有限元分析发现ＧＦＲＰ　筋混凝土桥梁面板的结构性能与钢筋混凝土构件基　本一致，不受其材料缺陷的影响。证实该非金属筋　材可作为钢筋的有效替代品使用。本文的研究成果　为减少因钢筋锈蚀而导致的维修费用，以及解决维　修带来的交通堵塞问题提供了一种可行的方法，为　桥梁结构体系实现可持续性发展提供了一种新的思　路。　　　结合已经开展的压缩薄膜效应和ＧＦＲＰ筋混凝　　　　土结构的研究，对ＧＦＲＰ筋混凝土桥梁面板的试验　　和数值模拟研究，建立一套基于压缩薄膜效应的　　　　ＧＦＲＰ筋混凝土桥梁面板的优化计算方法，争取实　　现耐久性能和经济性能的统一。为了对ＧＦＲＰ筋材　　　　和混凝土材料之间的相互关系有更为深入的了解，　　　　　本课题组已经开展ＧＦＲＰ筋与混凝土内锚固性能的　研究。　参考文献　［１］范立础，桥梁工程［Ｍ］，北京：人民交通出版社，２００４．　［２］Ｇ．Ｈ．Ｋｏｃｈ，Ｍ．Ｐ．Ｈ．Ｂｒｏｎｇｅｒｓ，Ｎ．Ｇ．Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，Ｙ．Ｐ．Ｖｉｒｍａｎｉ，　　　　　　　　　Ｊ．Ｈ．Ｐａｙｅｒ．ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＣｏｓｔａｎｄＰｒｅｖｅｎｔｉｖｅＳｔｒａｔｅｇｉｅｓｉｎｔｈｅＵｎｉｔｅｄ　—　　Ｓｔａｔｅｓ，ＲｅｐｏｒｔＮｏ．ＦＨＷＡ－ＲＤ－０１１５６［ｒｅｐｏｒｔｏｎ－ｌｉｎｅ］（Ｄｕｎｂｌｉｎ，　　　　　　Ｏｈｉｏ：ＣＣＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，３０Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２００１，ａｃｃｅｓｓｅｄ１６Ｊｕｎｅ　　２００４），２２－２４；ａｖａｉｌａｂｌｅｆｏｒｍ．　　　　　［３］李田，刘西拉．混凝土结构耐久性分析与设计［Ｍ］．北京：科学　　出版社，１９９９．　　　　　［４］洪乃丰．混凝土中钢筋腐蚀与结构物的耐久性［Ｃ］．第五届全国　　　混凝土耐久性学术交流会论文集．大连，２０００．　［５］闰宏生．混凝土的碳化及其对钢筋腐蚀的影响［Ｊ］．内蒙古科技　　与经济，２００４，（１８）：７３－７５．　　　［６］赵铁军，李淑进，碳化对混凝土渗透性及孔隙率的影响［Ｊ］．工业　　建筑，２００３，３３（１）：４６４７．　　　　　　［７］ＹｕＺｈｅｎｇ，ＤｅｓＲｏｂｉｎｓｏｎ，ＳｕＴａｙｌｏｒ，ＤａｖｉｄＣｌｅｌａｎｄ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ　　　　　　—　ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＭｅｍｂｒａｎｅＡｃｔｉｏｎｉｎＣｏｎｃｒｅｔｅＳｌａｂｓ『Ｊ］．ＩＣＥＰｒｏｃｅｅｄ—ｉｎｇＢｒ　　ｉｄｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００８．　　　　　［８］ＹｕＺｈｅｎｇ，ＤｅｓＲｏｂｉｎｓｏｎ，ＳｕＴａｙｌｏｒ，ＤａｖｉｄＣｌｅｌａｎｄ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　　　　　　　　—　　ｏｆｕｌｔｉｍａｔｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｄｅｃｋｓｌａｂｓｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｅｅｌｃｏｎｃｒｅｔｅｂｒｉｄｇｅｓ　　　　　［Ｃ］．ＢｒｉｄｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＩｒｅｌａｎｄ，２００６．　　　　　　［９］ＹｕＺｈｅｎｇ，ＤｅｓＲｏｂｉｎｓｏｎ，ＳｕＴａｙｌｏｒ，ＤａｖｉｄＣｌｅｌａｎｄ．ＮｏｎｌｉｎｅａｒＦｉ－　　　　　　　　　ｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＭｅｍｂｒａｎｅＡｃｔｉｏｎｉｎＤｅｃｋ　　　—　　　—　ＳｌａｂｓｏｆＣｏｍｐｏｓｉｔｅＳｔｅｅｌＣｏｎｃｒｅｔｅＢｒｉｄｇｅ［Ｃ］．ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｆＣｏｎ　　　ｃｒｅｔｅＰｌａｔｆｏｒｍ，Ｂｅｌｆａｓｔ，２００７．　　　　　［１０］ＹｕＺｈｅｎｇ，ＳｕＴａｙｌｏｒ，ＤｅｓＲｏｂｉｎｓｏｎ，ＤａｖｉｄＣｌｅｌａｎｄ．Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　　　　　　　　　ｏｆｔｈｅＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＭｅｍｂｒａｎｅＡｃｔｉｏｎｉｎＣｏｍｐｏｓｉｔｅＳｔｅｅｌ・Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　　　　　　　ＢｒｉｄｇｅＤｅｃｋｓ［Ｃ］．ＴｈｉｒｄＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＳｔｅｅｌａｎｄ　　　ＣｏｍｐｏｓｉｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ（ＩＣＳＣＳ－Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ０７）．　　　　　　［１１］ＹｕＺｈｅｎｇ，ＤｅｓＲｏｂｉｎｓｏｎ，ＳｕＴａｙｌｏｒ，ＤａｖｉｄＣｌｅｌａｎｄ．Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　　　　　　　　—　ＦｉｎｉｔｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＭｅｍｂｒａｎｅＡｃｔｉｏｎｉｎＣｏｎ　　　　　　ｃｒｅｔｅＳｌａｂｓ［Ｃ］．ＣｏｎｃｒｅｔｅＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＩｒｅｌａｎｄＣｏｌｌｏｑｕｉｕｍ，２００５．　　　　　　　—　［１２］Ｏｎｏｆｒｅｉ，Ｍ．ＤｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆＧＦＲＰｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｆｒｏｍｆｉｅｌｄｄｅｍ　　　　　ｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｒ］．ＩＳＩＳＣａｎａｄａＲｅｓｅａｒｃｈＮｅｔｗｏｒｋ，２００５．　　　　　　　　　［１３］ＡＣＩＣｏｍｍｉｔｔｅｅ４４０，ＧｕｉｄｅｆｏｒＤｅｓｉｇｎａｎｄＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅ　　　　　ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄｗｉｔｈＦＲＰＢａｒｓ［Ｓ］．Ｄｅｔｒｏｉｔ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ：Ａ－　　　ｍｅｒｉｅａｎＣｏｎｃｒｅｔｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，２００１．　　　　　　　［１４］ＩＳＩＳＣａｎａｄａ，Ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｉｔｈｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　　　　曝瀑？岛≥’　，　　　　　　　资料收集　　　　　　　　ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＩＳＩＳＭ０３４）１，ＣａｎａｄｉａｎＮｅｔｗｏｒｋｏｆＣｅｎｔｅｒｓｏｆＥｘｃｅｌ－　　　　　　　ｌｅｎｅｅｏｎＩｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔＳｅｎｓｉｎｇｆｏｒＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［Ｓ］．Ｕｎｉｖｅｒｓｉ．　　　　　ｔｙｏｆＷｉｎｎｉｐｅｇ，Ｍａｎｉｔｏｂａ，Ｗｉｎｎｉｐｅｇ，Ｃａｎａｄａ，２００１．　　　　　　　［１５］ＣａｎａｄｉａｎＳｔａｎｄａｒｄｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（ＣＳＡ），Ｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆ　　　　　　ｂｕｉｈｔｉｎｇｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｗｉｔｈｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒｓ［Ｓ］．ＣＳＡ　￥８０６－０２，Ｔｏｒｏｎｔｏ，２００２．　　　　　　　　［１６］ＡｍｅｒｉｃａｎＣｏｎｃｒｅｔｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕｉｄｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　　　　　　　　　ｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｒｅｉｎｆｏｒｅｅｄｗｉｔｈＦＲＰｂａｒｓＳ］．ＡＣＩ４４０．１Ｒ－０３．Ｆａｒｍ．　　ｉｎｇｔｏｎＨｉｌｌｓ，Ｍｉｅｈ，２００３—　　［１７］ＥｌＳａｌａｋａｗｙ，Ｅ．Ｆ．，ａｎｄＢｅｎｍｏｋｒａｎｅ，Ｂ．，Ｅ１一Ｒａｇａｂｙ，Ａ．Ｎａｄｅａｕ　　　　　　　　　　Ｄ．ＦｉｅｌｄＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅＦｉｒｓｔＢｒｉｄｇｅＤｅｃｋＳｌａｂＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　　　　　　　　　ｗｉｔｈＧｌａｓｓＦＲＰｌｉａｒｓＣｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｉｎＣａｎａｄａ『Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍ．　　　ｐｏｓｉｔｅｓｆｏｒＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ＡＳＣＥ，２００５．９（６）：Ｎｏｖｅｍｂｅｒ４７０－４７９．　—　［１８］Ａ．Ｃ．Ｂｅｒｇ，Ｌ．Ｃ．Ｂａｎｋ，Ｍ．Ｇ．Ｏｌｉｖａ，ａｎｄＪ．Ｓ．Ｒｕｓｓｅｌ１．Ｃｏｎ　　　　　　　　　　ｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｓｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆａｎＦＲＰＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＢｒｉｄｇｅ　　　—　Ｄｅｃｋ［Ｊ］．ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄＢｕｉｌｄｉｎｇＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００６，（２０）：５１５　５２６．　　　　　　　［１９］Ｚｈｅｎｇ，Ｙ．．ＭｏｄｅｌｌｉｎｇｏｆＣｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅＭｅｍｂｒａｎｅＡｃｔｉｏｎｉｎＣｏｎｃｒｅｔｅ　　　　　ＢｒｉｄｇｅＤｅｃｋｓ［Ｄ］．ＰｈＤ，Ｔｈｅｓｉｓ，Ｑｕｅｅｎ－ｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＢｅｌｆａｓｔ，　２００７．　　　　　　［２０］Ｔａｙｌｏｒ，Ｓ．Ｅ．，ＲａｎｋｉｎＧ．Ｉ．Ｂ．ａｎｄＣｌｅｌａｎｄＤ．Ｊ．．Ａｒｃｈｉｎｇａｃｔｉｏｎｉｎ　　　　—　　ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｃｏｎｃｒｅｔｅｓｌａｂｓ［Ｊ］．ＩＣＥＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｎｄ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ，２００１，１４６（４）：３５３－２６２．　［２１］Ａｔｅｎａ．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｅｒｖｅｎｋａ．ｃｚ　　　　　　　　　　ＴＨＥＳｏＬＵＴＩｏＮＦＯＲＡＤＶＥＲＳＥＩＭＰＡＣＴｏＦＣＡＲＢｏＮＡＴＩｏＮｏＮＣｏＮＣＲＥＴＥ　　　　　　　　　　ＢＲＩＤＧＥＤＥＣＫＳＬＡＢＳＢＹＵＳＩＮＧＧＦＲＰＲＥＦｏＲＣＥＭＥＮＴ　　　　—　　—　ＺＨＮＥＧＹｕ，ＱＩＮＨｕａｉｑｕａｎ，ＬＩＣｈｕｎｈｏｎｇ。　　　　　　　（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＤｏｎｇｇｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄｏｎｇｇｕａｎ，５２３８０８，Ｃｈｉｎａ；　　　　　　　　　　　　２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｌａｎｎｉｎｇ，ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｕｅｅｎｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＢｅｌｆａｓｔ，ＢｅｌｆａｓｔＢＴ９５ＡＧ，Ｕ．Ｋ）　　　　　　　　　　　　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｃｒｕｃｉａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｉｎｂｒｉｄｇｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋｓｌａｂｓｐｌａｙｅｄａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎ　　　　　　　　　　　　　　　ｉｎｔｅｇｒａｌｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｂｅｈａｖｉｏｕｒｓａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆａｇｅｓｉｎｓｅｒｖｉｃｅｓ，ｔｈｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆ　　　　　　　　　　　　　　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋｓｌａｂｓｗａｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｂｙｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ．Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｂｅｃａｕｓｅｏｆｈｉｇｈ　　　　—　　　　　　　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔａｎｄｓｔｒｏｎｇｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｐｏｌｙｍｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｂａｒｓ（ＧＦＲＰｂａｒｓ）ｗｅｒｅａｃ．　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｃｅｐｔｅｄｂｙｃｉｖｉｌｅｎｇｉｎｅｅｒｓ．Ｄｕｅｔｏｔｈｅｅｘｉｓｔｅｎｃｅｏｆｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｍｅｍｂｒａｎｅａｃｔｉｏｎ，ｉｔｗａｓｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｂｅ．　　　　　　　　　　　　　　　　　ｈａｖｉｏｕｒｓｏｆＧＦＲＰｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋｓｌａｂｓｗｉｔｈｓａｍｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｐｅｒｃｅｎｔａｇｅｗｅｒｅｓｉｍｉｌａｒａｓｔｈｏｓｅｏｆ　　　　　　　　ｓｔｅｅｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋｓｌａｂｓｉｎｎｏｎｌｉｎｅａｒｆ　　　　　　ｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｎｕｍｅｒｉｅａｌａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓ　　．　　　　　　　　　　　　　　　　　ＧＦＲＰｉｓａｖａｉｌａｂｌｅｔｏｂｅｕｓｅｄａｓｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｓｔｅｅ１ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｅｏｎｅｒｅｔｅ　　　　　　　　　　　　　　　　ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎａｎｄｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＧＦＲＰ，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆＧＦＲＰｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｂｒｉｄｇｅ　　　　　　　　　　　　　　　ｄｅｃｋｓｌａｂｓｗａｓｅｎｈａｎｃｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｉｎｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．ｂｅｃａｕｓｅｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｅｄｔｈｅ　　　　　ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｐｏｒｏｓｉｔｙｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ．　　　　　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＦＲＰＢａｒｓ；ｃｏｎｃｒｅｔｅｂｒｉｄｇｅｄｅｃｋｓｌａｂｓ；ｃａｒｂｏｎａｔｉｏｎ　（文章来源：本刊２０ｏ９年：第４期）