锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力试验研究

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1、锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力试验研究1绪论1.1立体背景及研究意义随着人们生活水平的进一步提高，我国建筑虽然已经经历了数十年的蓬勃发展，但人们对建筑功能的要求越来越多。许多现有建筑的功能和规模已经不能满足时代发展中新的使用要求，而且既有建筑的建筑的老龄化、长期使用后结构功能的逐渐降低、低标准及抗灾性能的降低等安全问题已经日渐受到人们的关注。工程中钢筋混凝土结构向来以经久耐用而著称，但在应用过程中常因各种因素而遭受不同程度的损伤，从而影响钢筋混凝土结构的安全性和耐久性。GB500682001的《建筑结构可靠度设计统一标准》总则中明确指出，结构在规定的设计使用年限之内，应满足在正常使用与维

2、护所应有的足够耐久性能。钢筋混凝土结构构件在其服役过程中，不但受荷载作用，更要考虑环境因素的作用。对于降低结构构件耐久性的主要几点影响因素为：混凝土的碳化、碱骨料反应、混凝土冻融破坏、钢筋锈蚀、机械磨损腐、蚀介质的侵蚀等方面。并且金属在自然环境下发生腐蚀也是一种自发的发展趋势，新浇筑的混凝土孔隙中含有多种碱性物质，如氢氧化钙等，这使得混凝土呈碱性，而且有较高的PH　　锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力试验研究1绪论1.1立体背景及研究意义随着人们生活水平的进一步提高，我国建筑虽然已经经历了数十年的蓬勃发展，但人们对建筑功能的要求越来越多。许多现有建筑的功能和规模已经不能满足时代发展中新的使用

3、要求，而且既有建筑的建筑的老龄化、长期使用后结构功能的逐渐降低、低标准及抗灾性能的降低等安全问题已经日渐受到人们的关注。工程中钢筋混凝土结构向来以经久耐用而著称，但在应用过程中常因各种因素而遭受不同程度的损伤，从而影响钢筋混凝土结构的安全性和耐久性。GB500682001的《建筑结构可靠度设计统一标准》总则中明确指出，结构在规定的设计使用年限之内，应满足在正常使用与维护所应有的足够耐久性能。钢筋混凝土结构构件在其服役过程中，不但受荷载作用，更要考虑环境因素的作用。对于降低结构构件耐久性的主要几点影响因素为：混凝土的碳化、碱骨料反应、混凝土冻融破坏、钢筋锈蚀、机械磨损腐、蚀介质的侵蚀等

4、方面。并且金属在自然环境下发生腐蚀也是一种自发的发展趋势，新浇筑的混凝土孔隙中含有多种碱性物质，如氢氧化钙等，这使得混凝土呈碱性，而且有较高的PH值，钢筋周围的混凝土保护层并不能完全将钢筋与外界隔绝，在一些特殊的情况下，钢筋就会脱钝发生锈蚀，对于沿海地区，氯离子侵入钢筋便成了钢筋锈蚀的主要因素，对于厂房柱以及吊车梁也会由于杂散电流的影响使钢筋的自发电位发生变化，从而加剧混凝土中钢筋的锈蚀。这些因素将致使结构构件的混凝土开裂、加剧变形及构件的承载力降低等结果，最终影响到结构的安全性能以及建筑结构的安全使用，使得结构的使用寿命低于结构设计时人们所期望的，从而造成一定的经济损失，严重的甚至

5、会危及人们的生命安全。从国内外对工业建筑工程、民用建筑工程、海港工程、路桥工程、水利工程等调查研究结果来看[1-3]，以及大量工程调查表明[4-6]，在多重因素中，钢筋锈蚀导致了混凝土结构构件的过早破坏，是影响并降低混凝土结构构件耐久性的主要原因。Metha教授在1991年的钢筋混凝土耐久性第五届国际会议报告中也曾指出：对于混凝土结构构件的多项破坏因素，按影响程度逐一递增的顺序为：侵蚀性介质的侵入、钢筋腐蚀及冻融破坏。因此可以进一步证实，钢筋的锈蚀会导致钢筋混凝土结构构件的耐久性大幅度降低，并为其主要因素。..........1.2国内外的研究及应用概况近些年很多国内外的学者对有关钢

6、筋锈蚀的各个方面作了大量的试验，研究了影响钢筋锈蚀的因素、混凝土与锈蚀钢筋粘结性能、钢筋的锈蚀速度、锈蚀钢筋的预测模型、受拉钢筋锈蚀后受弯构件的抗弯承载能力、钢筋的锈蚀机理、锈蚀后钢筋的力学性能。ChenDong，MahadevanSankaran[8]考虑了钢筋混凝土结构的三个阶段恶化进程，开发了因氯化物引起的退化评估综合计算方法，氯离子渗透过程是采用有限元素法模拟遵循类似的瞬态热分析。开发了基于法拉第定律的钢筋锈蚀和锈胀模型，锈扩张的特点是等效时变的径向位移边界条件。AbudallAh和Almusallamozl[9]通过加速钢筋锈蚀试验，对混凝土中的钢筋进行了研究，分析认为当钢

7、筋的锈蚀率大于12%时，混凝土结构构件就会发生明显脆性破坏。MikeB[10]从钢筋的锈蚀机理出发，研究了碳化对实际工程中钢筋的影响，文中指出腐蚀速率是钢筋混凝土（RC）的结构因腐蚀引起损伤的预测模型最重要的输入参数之一。Jo?koO?bolt,FilipOr?ani?,GojkoBalabani?等[11]提出能够实际预测钢筋混凝土结构的耐久性和安全性受钢筋锈蚀影响的3D混凝土模型，在模型中无机械之间的交互影响(分布的温度、湿度、氧气、氯和铁锈)和混凝土