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随着新兴海洋产业的快速发展,越来越多的沿海和海洋基础设施（如港口、桥梁和海上风电场）正在迎来新的建设高潮。然而海洋工程大多远离陆地,建设过程中河砂与淡水短缺、施工受潮汐作用影响较大,而且建筑物在服役过程中还会受到海水中氯离子侵蚀而引起的内部钢材腐蚀。此外,传统水泥在生产过程中会产生大量的CO2,使大气升温而产生温室效应。为了应对这些挑战,开发了一种新型混凝土结构:玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）筋增强的海水海砂地质聚合物混凝土（SSGC）结构（简称BFRP-SSGC结构）。这种结构的优点包括:（1）采用海水和海砂作为原材料,就地取材来缓解淡水和河砂资源的枯竭;（2）BFRP筋具有性能高强、成本低、生产原料广泛、耐腐蚀性能好的特点。利用BFRP筋代替普通钢筋能从根本上解决传统钢筋服役过程中锈蚀的问题。（3）地质聚合物具有早强高强、优异的抗海水侵蚀性能,而且其生产原料广泛,碳排放量少,是一种新型的环保材料,也是硅酸盐水泥的良好替代品。为了保证BFRP-SSGC结构在滨海地区服役的安全性,亟需探明海水环境下BFRP筋在SSGC结构中的耐久性能,这对推动该类新型结构的应用具有重要科学意义和工程价值。为此,本研究以海水海砂地聚物混凝土内嵌的预应力BFRP筋为研究对象,自行设计人工海水加速老化试验方法,探究了海水环境下外包SSGC的预应力BFRP筋在不同环境温度（室温、40℃、60℃）、不同碱掺量（4%、6%）、不同预应力（无预应力、20%预应力）和不同腐蚀周期（30天、60天、120天、240天）的拉伸性能、层间抗剪性能和横向抗剪性能的时变规律,结合先进的微观检测技术揭示其力学性能的退化机理,并采用Arrhenius模型对SSGC内嵌的预应力BFRP筋的残余寿命进行了预测和分析。主要研究内容如下:（1）开展了SSGC内嵌BFRP筋预应力水平时变规律的试验研究,探明了海水浸泡环境下温度和SSGC碱掺量对BFRP筋预应力损失的影响规律。通过FBG光纤光栅传感器监测了SSGC内嵌预应力BFRP筋的预应力损失情况,结果研究结果表明,BFRP筋预应力损失集中在放张后24小时内（损失率约为10.2%）,放张后7天的预应力损失逐渐平稳（损失率约为19.4%）,浸泡环境温度和碱掺量对BFRP筋预应力损失的影响较小,在海水浸泡120天后,BFRP筋的预应力损失不超过35%。（2）通过实施多时间尺度的预应力BFRP筋（SSGC包裹）的人工加速老化试验,综合采用微-细观结构与宏观力学性能的多尺度测试技术,探讨在海水环境和预应力的耦合作用下BFRP筋树脂基体降解、玻璃纤维刻蚀、水分子塑化等损伤演化规律,揭示了海水浸泡服役环境下SSGC构件中BFRP筋拉伸性能的的劣化机理。研究结果表明,温度越高BFRP筋拉伸性能退化越快,而碱掺量对拉伸性能的影响有限,两种不同碱掺量包裹下的BFRP筋拉伸强度相差不大。在预应力和环境耦合作用下,预应力在降低BFRP筋拉伸强度方面起主导作用,SEM扫描电镜观察到20%预应力的BFRP筋存在部分纤维断裂的情况,这极大降低了BFRP筋的拉伸性能。不同混凝土对BFRP筋拉伸性能的影响程度表现为SWSSC＞NC＞SSGC。各工况下的拉伸弹性模量无明显规律,因为FRP筋的纵向弹性模量主要取决于纤维的模量。（3）开展了海水环境下预应力BFRP筋抗剪性能的试验研究,探明了不同环境温度、不同碱掺量和不同腐蚀周期对预应力BFRP筋抗剪性能的影响规律。研究结果表明:无预应力时,温度对层间和横向剪切性能的影响较小,有20%预应力时,温度会加大预应力对BFRP筋的影响,从而加大各温度间的层间和横向剪切强度差距。无论是层间剪切强度还是横向剪切强度,两种碱掺量之间的差距都非常有限。而且层间剪切强度受预应力的影响大于横向剪切强度,这是因为横向剪切性能主要取决于树脂的强度,而层间剪切性能取决于基体树脂和纤维的界面,水平应力比横向剪切应力更有利于诱导界面退化。SSGC、SWSSC和NC包裹下BFRP筋具有相似的剪切性能退化规律,SWSSC包裹对BFRP筋剪切性能影响最大,而SSGC包裹下的影响最小。EDS能谱结果表明,纤维和树脂基体界面处Si和Fe元素240天后发生显著变化,这说明BFRP筋发生了纤维与树脂界面破坏和玄武岩纤维侵蚀等劣化反应。（4）开展了海水环境下SSGC内嵌的预应力BFRP筋的残余寿命预测分析。基于上述预应力BFRP筋在海水环境的退化规律,获得BFRP筋残余强度与时间的关系,结合Arrhenius化学反应速率模型,获取了不同工况之间的时间转换因子,并对BFRP筋在服役环境下的长期性能进行预测。研究结果表明:对于室温海水环境4%碱掺量SSGC包裹的BFRP筋,强度保留率退化到70%时,拉伸强度需要需要113天（无预应力）和30天（20%预应力）,层间剪切需要227天（无预应力）和66天（20%预应力）,横向剪切需要151天（无预应力）和56天（20%预应力）。对于室温海水环境6%碱掺量SSGC包裹的BFRP筋,强度保留率退化到70%时,拉伸强度需要100天（无预应力）和34天（20%预应力）,层间剪切需要168天（无预应力）和118天（20%预应力）,横向剪切需要50天（无预应力）和40天（20%预应力）。拉伸、层间剪切和横向剪切强度退化同一保留率时,层间和横向剪切强度所需要的时间比拉伸强度多,这说明拉伸强度受预应力和环境的影响更大。