玻璃纤维增强水泥(Glass Fiber Reinforced Cement,GRC)是一种高性能水泥基复合材料,它是以水泥砂浆或净浆为基体,将高弹性模量的玻璃纤维掺入其中而成。作为一种新型复合材料,由于其拥有诸多优异的性能,自问世以来就受到材料界的广泛关注并得到不断的发展,目前已广泛应用于土木、市政、水利、园艺、渔业、农业、军事等领域。但由于GRC在实际工程上的长期性能表现不佳,使得其不能够运用于承重构件中,这极大地限制了GRC材料的推广与发展。多年来,国内外的学者一直致力于GRC长期性能下降的机理与其耐久性改善措施的研究。虽然总结出了诸如使用低碱度水泥、提高玻璃纤维的抗碱成分、掺入掺合料抑制玻璃纤维腐蚀等技术措施,但这些方法都不是特别完美,依然存在着一些小问题。本文针对不同老化环境下的掺合料对GRC耐久性的影响做了进一步研究。本文的主要研究内容有以下几点:(1)粉煤灰、矿渣、硅灰和偏高岭土等掺合料在自然养护条件下对GRC耐久性的影响。将掺有四种掺合料的GRC试件放入自然环境中养护28天、180天和360天,测试其强度性能以及玻璃纤维的微观形貌;(2)使用SIC加速老化法模拟GRC试件的长期耐久性能,并研究粉煤灰、矿渣、硅灰和偏高岭土在此环境下对玻璃纤维腐蚀的抑制效果。试验采用80℃热水环境下进行加速老化,研究各组GRC不同养护时间的性能变化、不同掺合料种类对GRC耐久性的影响以及不同掺量的掺合料对GRC耐久性的影响。此外为了研究玻璃纤维在化学介质中的腐蚀状况,还进行了碱性溶液浸泡玻璃纤维的实验;(3)研究蒸压养护对GRC性能的影响。将各组GRC试件进行蒸压养护,养护温度190℃,蒸压釜内压力1.30MPa。研究粉煤灰、矿渣、硅灰、偏高岭土及其复掺在蒸压养护条件下对GRC力学性能的影响,以及蒸压养护下的玻璃纤维形貌变化。自然养护试验结果表明,GRC强度变化是水泥基质强度变化和玻璃纤维腐蚀的共同作用。在360天内,各组GRC的抗弯强度随着养护时间的增加而增大,并且高于同龄期的无玻璃纤维水泥砂浆试件。经过内部玻璃纤维的腐蚀造成了强度的下降,但由于水泥水化带来的强度增长在这段龄期内其主导作用,所以GRC的强度仍然保持增长。80℃热水加速老化试验结果表明,使用粉煤灰、矿渣、硅灰、偏高岭土等掺合料对以普通硅酸盐水泥为基体的GRC耐久性的改善是有效的。其中粉煤灰、矿渣GRC的试验组无论是在自然养护还是80℃热水加速养护环境下,都表现出了良好的抑制玻璃纤维腐蚀的效果。在80℃热水加速试验中,无掺合料的基准GRC(CF1)的抗弯强度在6d之后出现大幅下降,强度下降了1.50MPa,下降幅度为15.34%,而掺有40%粉煤灰GRC(CF2)在0到2d时的强度增长明显,强度上升了1.20MPa,涨幅为16.44%,4d之后增长趋于平稳,但强度依然在增长。40%掺量矿渣GRC(CF3)在养护龄期内也一直保持增长,未出现强度下降的情况。结合各龄期的玻璃纤维微观形貌图,在80℃热水加速老化6天时,无掺合料的基准GRC的腐蚀程度也明显要比粉煤灰GRC和矿渣GRC严重。高锆玻璃纤维和中碱玻璃纤维的腐蚀破坏形式不一样,高锆玻璃纤维的腐蚀破坏形式表现为由外至内逐层被腐蚀剥离,而中碱玻璃纤维的腐蚀破坏形式表现为表层出现微小的腐蚀孔洞,随着腐蚀的加深,孔洞逐渐扩大变深,形成较大的腐蚀坑。蒸压养护试验结果表明,在蒸压条件下掺合料已经无法抑制GRC中玻璃纤维的腐蚀。通过SEM微观观察,无论是否掺入掺合料,玻璃纤维都腐蚀非常严重,结合弯曲应力-挠度曲线的分析,玻璃纤维已经完全失去的增韧作用。