鋼筋混凝土論文

1、鋼筋混凝土論文關于鋼筋混凝土的認識防災減災工程及防護工程 曹軍偉 指導老師： 張季超一 基本概念1、何謂鋼筋混凝土結構？(1)混凝土概念混凝土是由水、細骨料、粗骨料和摻和劑等經攪拌、澆筑成型的一種人工石材。它是土木、建筑工程中應用極為廣泛的一種建筑材料。(2)工程結構的概念用一定的材料，建造成具有足夠抵抗能力的空間骨架，抵御可能發(fā)生的各種作用（力或變形），這種骨架就是工程結構。(3)（素）混凝土結構的概念由混凝土材料澆筑而成的用來抵御自然界各種作用的空間骨架稱為混凝土結構。(4)鋼筋混凝土結構的概念素混凝土結構（同上）：高抗壓抵抗拉，應用范圍有限，開裂即破壞（受拉、受彎等）。鋼筋混凝土結構由鋼

2、筋和混凝土材料澆筑而成的用來抵御自然界各種作用的空間骨架稱為混凝土結構。鋼筋的存在可抵抗開裂處的拉力，應用廣泛，破壞是由于鋼筋的屈服。其優(yōu)缺點很多。2、鋼筋與混凝土兩種性質很不相同的材料為什么能共同工作？a. 接觸面上存在有粘結強度，能夠傳遞兩者之間的相互作用力，共同受力；b. 溫度線膨脹系數很接近；c. 混凝土可作為鋼筋的保護層，防止鋼筋的銹蝕，保證構件的耐久性。 3、歷史的發(fā)展。 19世紀中葉西歐國家出現(xiàn)混凝土結構。 設計方法的發(fā)展過程 容許應力法 四十年代以前。 破損階段設計法 五六七十年代。 單一安全系數法 八十年代。極限狀態(tài)設計法 八十年代末。二 混凝土結構的材料的力學性能 本章主要

3、講述鋼筋和混凝土兩種材料的力學性能，掌握鋼筋、混凝土的抗壓、抗拉強度；理解彈性模量、變形模量等概念；掌握徐變等現(xiàn)象；了解粘結強度的產生及保證措施。§1 鋼筋 1、鋼筋分類(1)按化學成分碳素結構鋼：低0.25%、中0.25%0.6%、高碳鋼0.6%1.4%。普通低合金鋼：加入少量的合金元素，以改善材料性能。材料中碳、硅、錳等為雜質；S、P、O、N等為有害元素。(2)按生產加工工藝。熱軋鋼筋：、級鋼筋。冷拉鋼筋：在常溫下將普通熱軋鋼筋進行強力拉伸至超過屈服點而進入強化階段，迫使鋼筋內部晶體組織發(fā)生改變，從而提高鋼筋屈服強度的鋼筋。熱處理鋼筋：將級熱軋鋼筋等經過回火和淬火處理后制成的。其

4、強度和硬度都有所提高。但塑性和韌性有所降低。鋼絲：直徑小于6mm的鋼筋稱為鋼絲。我國有碳素鋼絲、刻痕鋼絲、鋼絞線及冷拔低碳鋼絲。(3)按外形光面鋼筋。變形鋼筋：有螺紋，人字形、月牙形紋。(4)按物理性能。有明顯物理屈服點。無明顯物理屈服點。 2、鋼筋力學性能。(1)鋼筋強度和變形指標。對鋼筋質量檢驗的四項指標。 屈服強度、極限強度、伸長率、冷彎性能是有明顯物理屈服點鋼筋進行檢驗的四項主要指標；對無明顯物理屈服點的鋼筋只測定后三項。鋼筋的設計強度。 鋼筋的屈服強度是鋼筋強度的設計依據，原因是構件可能在尚未進入強化階段之前就已破壞或產生過大的變形和裂縫。屈強比 屈服強度與極限強度的比值稱為屈強比。

5、它表示結構可靠性的潛力。伸長率 反映鋼筋塑性性能及變形能力的物理量。通常用5，10表示，其物理含義是表示鋼筋試件拉斷后的伸長值與原長之比。（），冷彎性能在常溫下將鋼筋繞一定直徑的輥軸進行彎曲，而不出現(xiàn)裂紋或斷裂的現(xiàn)象，稱為冷彎性能符合條件。 其主要參數是：彎心直徑和冷彎角度。 3、鋼筋的冷加工(1)冷拉概念：在常溫下將普通熱軋鋼筋進行強力拉伸至超過屈服點而進入強化階段，迫使鋼筋內部晶體組織發(fā)生改變，從而提高鋼筋屈服強度的鋼筋。冷拉強化與冷拉時效：冷拉強化卸荷后，重新加載，則其屈服強度有所提高，即為冷拉強化（此時應力應變曲線按卸荷線發(fā)展）；若過一段時間再加載，則屈服強度教冷拉強化的屈服強度還高（

6、其應力應變曲線不再按原先曲線發(fā)展）。冷拉控制應力、冷拉率：應控制在一定的范圍之內，不能過大，也不能過小。原因：過小，屈服強度提高有限；過大，有可能拉斷，或者雖不拉斷，但其塑性降低太多變脆。(2)冷拔將熱軋鋼筋用強力拔過比其直徑小的硬質合金拔絲模，使其產生塑性變形，拔成較細的鋼絲。(3)冷拉與冷拔的區(qū)別冷拉只能提高鋼筋的抗拉強度，不能提高其抗壓強度；冷拔既能提高鋼筋的抗拉強度，又能提高鋼筋的抗壓強度。它們的塑性都降低。(4)冷軋（國家建設部推廣使用鋼材，金華地區(qū)幾年前采用）。概念：以普通低碳鋼或低合金鋼熱軋圓盤為母材，在常溫下進行軋制而成的表面帶有縱肋和月牙紋橫肋的鋼筋。特點：冷軋鋼筋的極限強度

7、與冷拔低碳鋼絲相近，但伸長率比冷拔低碳鋼絲有明顯提高。用之取代普通低碳鋼和冷拔低碳鋼絲，可改善構件在正常使用階段的受力性能和節(jié)約鋼材。§2 混凝土1、 混凝土是一種人工石材砼混凝土使用水泥、水、細骨料、粗骨料等原料按一定比例攪拌澆筑，并經養(yǎng)護硬化后做成的人工石材。 2、混凝土的強度(1)立方體抗壓強度（由標準值通過可靠度分析所得）砼立方體抗壓強度標準值如何測試？其表示方法及強度等級的劃分？a.采用邊長為150mm的立方體試塊，在溫度為1723，相對濕度在90%以上的空氣中養(yǎng)護28天，按標準的試驗方法加壓到破壞，所測得的具有95%保證率的抗壓極限強度值，用表示，并以次作為劃分混凝土強度

8、的依據。標準試驗方法：0.150.3N/mm2s速度加載,不涂潤滑油。 b.混凝土可分為12個強度等級，用CX來表示，X為混凝土立方體抗壓強度值,單位為N/mm2。C7.5,C10C50,C55,C60等。影響立方體抗壓強度的因素。a.試驗方法有關：不涂潤滑油。 涂潤滑油。b.試塊尺寸與形狀：大、小、方、圓。c.養(yǎng)護條件和齡期：潮濕條件下比干燥條件下養(yǎng)護強度高，隨齡期的增長強度逐漸增長。d.加載速度：快大慢小立方體抗壓強度的定量關系？歐、美、日等國取尺寸為：d=150mm，高為300mm的柱體，其強度為： ?；炷恋钠茐臓顩r。無潤滑油時，墊板對混凝土存在有套箍作用，形成兩個對頂的棱錐體；有潤滑

9、油時，墊板對混凝土無套箍作用，形成縱向幾個小短柱而破壞。(2)棱柱體抗壓強度（軸心抗壓強度）試塊尺寸：棱柱體常用邊長為150或100的試塊。強度及其表示方式：，其強度低于立方體抗壓強度?？紤]結構構件與試件制作及養(yǎng)護條件的不同，尺寸效應及加荷速度等因素的影響，規(guī)范規(guī)定取。破壞情況：中間1/3區(qū)段處于單向均勻受力狀態(tài)，由于產生豎向裂縫而產生壓酥破壞。與差異區(qū)別：抗壓強度的大小取決于橫向變形的約束條件。因此，在混凝土構件計算時，應根據不同的受力狀態(tài)采用不同的抗壓強度值，如受彎、偏壓。(3)抗拉強度試驗方法：a:直接測試法。b:劈拉試驗。試塊：100×100×500，鋼筋深入150

10、mm。強度：只有抗壓強度的5%10%；，（考慮一些不利因素，原系數是0.26）。破壞：試件中部產生橫向裂縫，或劈成兩塊。(4)混凝土的復合受力狀態(tài)?；炷岭p軸受力強度：看受力圖，四個象限。雙向受壓可提高混凝土的抗壓強度?；炷寥S受力強度：可大大提高混凝土的抗壓強度。 3、混凝土的變形。（1）混凝土一次短期荷載下的變形：（混凝土的破壞機理；為什么限制混凝土橫向變形、快速加荷時可以提高其抗壓強度？）水泥漿與骨料之間的接觸面上存在有微裂縫，它是混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié);稱為結合裂縫?；炷疗茐牡娜A段：a.當混凝土中時，結合裂縫沒有明顯發(fā)展,應力應變成線性關系；b.隨，產生新的微裂縫，這種新的微裂縫的

11、形成和發(fā)展，使應變增長較快，應力應變曲線變化，應力不，裂縫不再繼續(xù)擴大延伸，裂縫發(fā)展處于穩(wěn)定狀態(tài)；c.當=時，微裂縫與結合裂縫已連成通縫，此時裂縫發(fā)展處于非穩(wěn)定狀態(tài)，即使荷載不再增大，裂縫也要持續(xù)開展，形成宏觀裂縫，最后形成小柱體壓酥破壞。綜上所述，混凝土受壓破壞是由于內裂縫的發(fā)展引起的。因此，如果對橫向變形加以約束，限制內裂縫的發(fā)展，則可提高混凝土的抗壓強度；同理，當快速加荷時，內裂縫來不及開展，固強度有所提高；反之，在荷載長期作用下強度有所降低，當=時，構件也會遭到破壞，固取為混凝土的長期強度?；炷恋臉O限壓應變（0.002,0.0033）：均勻受壓，非均勻受壓?；炷磷冃斡蓮椥宰冃闻c塑性

12、變形兩部分組成，塑性越大，表示變形能力越大，延性越好。混凝土材料的延性是指混凝土耐受變形或后期變形的能力。延性好可防止構件脆性破壞，對抗震也有利。強度低，加載慢，延性增加，配置橫向鋼筋可提高構件延性。（鋼筋混凝土結構的混凝土強度等級不宜低于C15；級筋時不宜低于C20；新級HRB400筋及承受重復荷載時不宜低于C20；預應力構件不宜低于C30；鋼絲等不宜低于C40）。（2）混凝土橫向變形系數：橫向應變與縱向應變之比。（3）約束混凝土的變形：套箍限制作用。（4）混凝土彈性模量和變形模量。彈性模量 a. 初始彈性模量E0：原點切線斜率。 b. 如何測試？（重復荷載下的變形）：采用棱柱體試件加載至0

13、.5，然后卸荷至零，如此重復510次，每次卸荷至零時都存在殘余應變，隨重復次數的增加，曲線趨于直線化，其斜率即為彈性模量Ec若超過0.5值，重復幾次后，也呈現(xiàn)直線形，但繼續(xù)重復加卸荷，則應力應變曲線反向彎曲。割線模量：應力-應變曲線上任意點與原點的連線的斜率稱為混凝土的割線模量。切線模量：應力-應變曲線上任意點的切線的斜率稱為該點的切線模量。彈性系數（彈性應變與總應變的比值）：彈性應變ce與總應變。（5）混凝土在長期荷載作用下的變形徐變徐變的概念：混凝土在長期荷載作用下，即使應力維持不變，其應變也會隨時間繼續(xù)增長，這種現(xiàn)象稱為混凝土的徐變。產生原因（說法紛紜）：a.尚未轉化為結晶體的水泥凝膠體

14、的塑性變形；b.混凝土內部微裂縫在長期荷載下的持續(xù)發(fā)展。徐變過程。加載瞬間產生了彈性變形，隨后伴隨有收縮變形和徐變，徐變前快后慢。卸荷后，可立即恢復的變形為，經一段時間可逐漸恢復的為稱為彈性后效，剩余的為殘余變形影響徐變的因素：a.內在因素：骨料組成配比，水灰比等。骨料彈性模量越大、骨料體積比越大、水灰比越小，徐變越小；b.環(huán)境因素：養(yǎng)護及使用條件。溫度、濕度越高（養(yǎng)護），水泥水化作用越充分，徐變越??；在高溫干燥環(huán)境中徐變越大； c.應力條件：初應力及加載時的齡期。加載時的齡期越長，混凝土內部結晶體越多，徐變越小；當初應力0.5時，徐變與初應力呈正比，徐變系數為常數；當=（0.50.8）時，徐

15、變增長較應力快，非線性徐變但收斂；當0.8時，徐變?yōu)榉鞘諗康?，故以次為混凝土的長期抗壓強度。（6）混凝土收縮和膨脹（次要）概念：混凝土在空氣中結硬時體積減少的現(xiàn)象稱為收縮。收縮的原因：a.凝縮：水泥水化形成水泥晶體，體積較??； b.干縮：混凝土內自由水分的蒸發(fā)。c.其他原因：高標號水泥、水泥用量、水灰比越大、骨料彈性模量越小、構件體表比越小等都會引起較大的收縮。收縮的危害：使構件產生初應力；開裂較早；預應力的損失。預防措施：早期養(yǎng)護條件改善，減少水灰比，提高水泥標號減少水泥用量，加強振搗，高溫高濕養(yǎng)護，改善骨料級配。§3鋼筋與混凝土之間的粘結力1、 粘結應力的概念及其分類（錨固粘結力

16、與局部粘結力）。在鋼筋與混凝土接觸面上產生的抵抗鋼筋與混凝土相對位移的這種剪應力稱為粘結應力。按其作用性質可分為：錨固粘結應力和局部粘結應力。 2、粘結力產生的原因及其組成。 化學膠合力：混凝土顆?；瘜W作用產生的混凝土與鋼筋間的膠合力； 摩擦力：混凝土收縮將鋼筋緊緊握固而產生的摩擦力； 機械咬合力最大：由于鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產生的機 械咬合力。 3、粘結力的測試方法、粘結的破壞以及影響粘結強度的因素？（1）拔出試驗法：一端埋入混凝土，另一端施力拔出。破壞：光面鋼筋，應力較小時由化學膠結力承受，較大時還有摩擦力；變形鋼筋，主要由摩擦力和機械咬合力承受。（2）影響粘結強度的因素：混凝土強

17、度：提高而提高，與劈拉強度呈正比； 保護層厚度：增加保護層，提高砼劈裂抗力； 橫向配筋：約束微裂縫發(fā)展，粘結強度得到提高； 橫向壓力：約束微裂縫發(fā)展，使鋼筋與砼摩擦力增大； 澆筑位置：澆筑深度，頂部筋由于水分、氣泡逸出，混凝土泌水下沉影響。 4、保證鋼筋和混凝土之間粘結力的措施。（1）保證錨固粘結應力和局部粘結應力的可靠傳遞：錨固長度要求。采用直徑較小的鋼筋和變形鋼筋：增加接觸面積等。（2）鋼筋周圍的混凝土應有足夠的厚度（鋼筋間距和保護層厚度）。（3）鋼筋末端設置彎鉤。（4）混凝土的澆筑：與鋼筋位置有關、振搗等。（5）錨固區(qū)的側向壓力。三 受腐蝕鋼筋混凝土耐久性能的研究1 引言鋼筋混凝土結構是

18、目前應用較廣的結構形式之一。隨著建筑物的老化和環(huán)境污染的加重，鋼筋混凝土結構耐久性問題越來越引起國內外廣大研究者的關注。在第二屆國際混凝土耐久性會議上，Mehta教授指出："當今世界混凝土破壞原因，按遞減順序是：鋼筋腐蝕、凍害、物理化學作用"。他明確地將"鋼筋腐蝕"排在影響混凝土耐久性因素的首位。而來自海洋環(huán)境的氯鹽和用于化冰雪的除冰鹽，又是造成鋼筋腐蝕的主要原因。美國1984年報道，僅就橋梁而言，57.5萬座鋼筋混凝土橋，一半以上出現(xiàn)鋼筋腐蝕破壞，40%承載力不足和必須修復與加固處理，當年的修復費為54億美元；1988年報道，鋼筋混凝土腐蝕破壞的修復費

19、，一年要2500億美元，其中橋梁修復費為1550億美元（是這些橋初建費用的4倍）。加拿大早期大量使用除冰鹽，使鋼筋混凝土橋梁等破壞嚴重。歐洲、澳大利亞、海灣國家等，都有以氯鹽為主的鋼筋腐蝕破壞問題，其中英國修復費為每年50億英鎊。韓國曾發(fā)生一系列建筑物破壞、倒塌事件，其中很多也與"鹽害"有關。在我國已經發(fā)現(xiàn)許多海港碼頭的混凝土梁、板使用不到10年已普遍出現(xiàn)順筋銹脹開裂、剝落。北京、天津的許多立交橋，因為冷天撒鹽化冰雪也日益暴露出嚴重的鋼筋腐蝕問題，不得不斥巨資修復。2 鋼筋的的腐蝕機理 鋼筋的腐蝕過程是一個電化學反應過程。混凝土孔隙中的水分通常以飽和的氫氧化鈣溶液形式存在，

20、其中還含有一些氫氧化鈉和氫氧化鉀，PH值約為12.5。在這樣強堿性的環(huán)境中，鋼筋表面形成鈍化膜，它是厚度為20-60?的水化氧化物（nFe2O3·mH2O），阻止鋼筋進一步腐蝕。因此，施工質量良好、沒有裂縫的鋼筋混凝土結構，即使處在海洋環(huán)境中，鋼筋基本上也能不發(fā)生腐蝕。但是，當由于各種原因，鋼筋表面的鈍化膜受到破壞，成為活化態(tài)時，鋼筋就容易腐蝕。呈活化態(tài)的鋼筋表面所進行的腐蝕反應的電化學機理是，當鋼筋表面有水分存在時，就發(fā)生鐵電離的陽極反應和溶解態(tài)氧還原的陰極反應，相互以等速度進行。其反應式如下：陽極反應Fe - 2e Fe2+陰極反應O2 + 2H2O + 4e 4OH-腐蝕過程的

21、全反應是陽極反應和陰極反應的組合，在鋼筋表面析出氫氧化亞鐵，該化合物被溶解氧化后生成氫氧化鐵Fe(OH)3，并進一步生成nFe2O3·mH2O（紅銹），一部分氧化不完全的變成Fe3O4（黑銹），在鋼筋表面形成銹層。紅銹體積可大到原來體積的四倍，黑銹體積可大到原來的二倍。鐵銹體積膨脹，對周圍混凝土產生壓力，將使混凝土沿鋼筋方向開裂，進而使保護層成片脫落，而裂縫及保護層的剝落又進一步導致更劇烈的腐蝕。3 受腐蝕鋼筋混凝土結構性能研究的現(xiàn)狀3.1 研究方法目前，對受腐蝕鋼筋混凝土結構的研究方法主要是試驗研究和有限元分析。試驗研究中，腐蝕試件的模擬一是通過試驗室試驗，包括快速腐蝕試驗（電化學

22、腐蝕、加氯鹽腐蝕等）和鹽霧試驗；二是長期自然暴露試驗；三是替換構件法。有限元分析中，大多采用鋼筋混凝土非線性有限元方法對受腐蝕鋼筋混凝土構件進行非線性模擬。電化學快速腐蝕試驗通常是將試件浸入一定濃度的NaCl溶液中，用外部電源通以恒電流，混凝土中的鋼筋做陽極，不銹鋼做陰極，通過控制電流密度的大小和通電時間來控制鋼筋的腐蝕量。在混凝土中摻加氯鹽的快速腐蝕試驗一般是在澆注混凝土試件時，在混凝土拌合物中加入一定比例的氯鹽（如CaCl2），然后在自然條件下放置，或是施加一定大小的電流進行加速腐蝕。鹽霧室中的腐蝕試驗是用來模擬氯化物在混凝土試件中的滲透，一般將試件放置在一個密閉的鹽霧室中，鹽霧室上部的四

23、個角部各有一個噴霧口，鹽霧室中還可以進行干濕交替、溫度變化等。長期自然暴露試驗是將鋼筋混凝土試件放置在各種自然侵蝕環(huán)境，如大氣環(huán)境、海洋環(huán)境、化工環(huán)境中，試驗的周期較長，但能夠較真實地反映實際情況。替換構件法是對長期處于腐蝕環(huán)境下的、實際工程中的鋼筋混凝土構件從工作現(xiàn)場拆下來，進行各種力學性能試驗。 自然腐蝕的復雜條件需要在試驗室用簡單但具有代表性的方法模擬，如何在試驗室更好地模擬真實的腐蝕環(huán)境對構件的作用，在較短的時間里達到結構在一定時期后的腐蝕狀態(tài)，對試驗結果的可靠性非常重要。 3.2 受腐蝕鋼筋混凝土構件的抗彎性能鋼筋腐蝕通常會改變正常配筋混凝土梁的破壞類型，完好梁一般為彎曲破壞，而受腐

24、蝕梁很多情況下為剪切破壞4。受腐蝕梁在鋼筋屈服前，受力裂縫不明顯，裂縫高度很低，一旦出現(xiàn)高度較高的明顯的受力裂縫，這時鋼筋已經屈服，構件即將破壞。有試驗表明11，鋼筋腐蝕后，當壓區(qū)腐蝕縱向裂縫寬度大于2mm時，在鋼筋剛剛屈服的上部混凝土會出現(xiàn)被壓碎的現(xiàn)象，破壞形態(tài)處于超筋梁和適筋梁的界限破壞狀態(tài)。而當受拉鋼筋腐蝕量大到一定程度時，構件會由適筋梁變?yōu)樯俳盍?。不管是出現(xiàn)超筋梁的破壞還是少筋梁的破壞，結構的破壞形態(tài)都是從有預兆的塑性破壞變?yōu)闊o預兆的脆性破壞。 隨著縱筋腐蝕量的增加，鋼筋混凝土梁的強度和剛度都在下降。鋼筋腐蝕還增加了鋼筋混凝土梁在使用荷載下的撓度和裂縫寬度。受腐蝕梁的抗彎強度下降主要有

25、以下原因：鋼筋腐蝕引起鋼筋截面積減??；鋼筋腐蝕引起鋼筋名義屈服強度（由屈服荷載除以公稱面積得到）減小；鋼筋腐蝕引起鋼筋和混凝土的粘結力下降，使得破壞區(qū)段內混凝土和鋼筋的平均應變大于正常構件，不能充分地進行應力應變重分布，而導致鋼筋與混凝土協(xié)同工作系數降低。只考慮腐蝕后鋼筋截面積減小的計算彎曲強度與相應梁的試驗彎曲強度差別較大，說明鋼筋和混凝土的粘結強度降低是受腐蝕梁抗彎強度降低的主要影響因素。由于粘結力降低使得構件強度降低系數處于正常構件和無粘結構件之間。對受腐蝕的壓彎構件1114，大偏壓構件的橫向受力裂縫到達縱向腐蝕裂縫位置后不象正常構件那樣有規(guī)律地向上發(fā)展，裂縫分布很不均勻，裂縫間距大于正

26、常構件，受力裂縫也相應增大。隨著鋼筋腐蝕量增加，開裂荷載與極限荷載的比值略有增加，屈服荷載與極限荷載的比值比較接近，即受拉鋼筋達到屈服后受壓混凝土很快達到極限壓應變，構件破壞。說明受腐蝕構件的延性明顯降低，脆性明顯增加。小偏壓受腐蝕構件的承載力和剛度均有較大的降低，在同級荷載作用下的鋼筋和混凝土的應變和側向撓度均明顯大于正常構件，拉區(qū)混凝土裂縫發(fā)展不明顯，脆性也明顯增加。3.3 受腐蝕鋼筋混凝土構件的抗剪性能由于混凝土構件中箍筋位于縱筋外邊，其保護層總是比縱筋小，因此一般箍筋首先腐蝕，其腐蝕程度往往比縱筋嚴重，特別是在箍筋與縱筋交接處。而箍筋不僅直接影響鋼筋混凝土構件的抗剪性能，而且受腐蝕的箍

27、筋不能有效地約束混凝土，從而對構件的承載力有間接影響。目前，對受腐蝕混凝土構件斜截面的研究并不多見。文獻4指出箍筋的局部腐蝕與梁的損傷有很大關系，因而影響承載能力。文獻5對暴露鋼筋的混凝土梁的剪切強度進行了研究。3.4 受腐蝕鋼筋混凝土結構中鋼筋和混凝土的粘結性能受腐蝕鋼筋混凝土構件性能劣化的一個主要原因就是粘結性能的退化。有些環(huán)境下鋼筋的腐蝕不是均勻腐蝕，而是局部腐蝕，對鋼筋與混凝土的粘結性能影響更大。國內外研究者對腐蝕構件的粘結性能進行了大量的試驗研究。一般采用拔出試件和梁試件78，也有用鋼筋刻痕來模擬坑蝕9，還有用暴露的鋼筋來模擬粘結破壞56。在模擬鋼筋表面局部腐蝕的拔出試驗中，極限粘結

28、強度在鋼筋腐蝕達到某一個程度（試驗給出值是1%8）之前有所增加，但隨著腐蝕進一步增加，極限粘結強度不斷降低直到可以忽略不計。在模擬鋼筋表面相對均勻腐蝕的梁試驗中，極限粘結強度也在鋼筋腐蝕達到某一個程度（試驗給出值是0.5%8）之前有所增加，而后隨著腐蝕量的增加而降低，但降低得非常緩慢。兩種試驗都顯示自由端的滑移值隨著縱向裂縫的開展而迅速降低，表明鋼筋約束突然喪失，標志著粘結破壞發(fā)生的臨界滑移量受鋼筋表面狀況和約束程度的極大影響。極限粘結強度在鋼筋腐蝕初期的增加，可以解釋為腐蝕所引起的體積膨脹使鋼筋和混凝土之間的握裹力增加，從而使鋼筋和混凝土間的粘結力不但沒有下降反而有所上升。然而，在鋼筋腐蝕后

29、期開裂階段隨著腐蝕量的增加，特別是在局部腐蝕情況下，粘結性能將會受到鋼筋肋嚴重退化、鋼筋表面片狀腐蝕、金屬滑移及縱向裂縫加寬造成混凝土約束作用降低等因素的影響，從而降低。 粘結性能退化的機理是：1、鋼筋的腐蝕產物是一層結構疏松的氧化物，在鋼筋與混凝土之間形成一層疏松隔離層，明顯地改變了鋼筋與混凝土的接觸表面，從而降低了鋼筋與混凝土之間的粘接作用。2、鋼筋的腐蝕產物比被腐蝕的鋼材占據更大的體積，從而對包圍在鋼筋周圍的混凝土產生徑向膨脹力，當徑向膨脹力達到一定程度時，會引起混凝土開裂?；炷灵_裂導致混凝土對鋼筋的約束作用減弱。混凝土開裂時的鋼筋腐蝕量與鋼筋直徑、保護層厚度、混凝土強度、鋼筋種類和鋼

30、筋位置等因素有關12。3、變形鋼筋腐蝕后，鋼筋變形肋將逐漸退化。在腐蝕較嚴重的情況下，變形肋與混凝土之間的機械咬和作用基本消失。3.5受腐蝕鋼筋混凝土結構在使用荷載作用下的性能鋼筋混凝土構件實際上都是處于工作狀態(tài)，而構件在應力狀態(tài)下的腐蝕與沒有加載時有很大不同，其各方面的性能亦有很大改變。荷載對受腐蝕鋼筋混凝土構件的影響是多方面的，加載歷史和加載級別對腐蝕的發(fā)生和發(fā)展有明顯影響24，并影響混凝土中鋼筋的腐蝕量，而腐蝕量反過來通過強度或剛度損失影響鋼筋混凝土構件的適用性。預先加載和持續(xù)加載對腐蝕發(fā)生的影響相似4，在同樣的暴露條件下，荷載水平的增加縮短了腐蝕發(fā)生的時間。較高的荷載水平下試件發(fā)生腐蝕

31、較早，一般是由于加載期間混凝土產生了裂縫。裂縫使水、氯離子等侵蝕介質易于滲透到鋼筋表面，加速了鋼筋發(fā)生腐蝕。預先加載水平高的試件比預先加載水平低的試件對腐蝕發(fā)展的影響大。但在腐蝕初始階段影響不明顯，在后期階段才變得顯著。其原因是，腐蝕發(fā)生后的初始階段，由預先加載產生的混凝土的微裂縫可能由于腐蝕產物的填充作用減小甚至閉合，降低了侵蝕介質的進一步滲透，從而減小了腐蝕速率。建議的臨界裂縫大約是0.10.3mm4，在此值以下裂縫一般不影響鋼筋的腐蝕過程。與預先加載相似，承受較高水平持續(xù)荷載的試件具有較高的腐蝕量，這是由于混凝土中裂縫數量和大小的增加。同預先加載情形不同，持續(xù)荷載下大部分混凝土裂縫在整個腐蝕過程中不斷張開。所以，持續(xù)加載對腐蝕發(fā)展的影響更嚴重。在同級荷載下，持續(xù)加載構件的腐蝕量高于預先加載的構件。高的荷載水平還增加了鋼筋混凝土構件的初始和長期撓度。3.6 受腐蝕鋼筋混凝土結構的動力性能由于腐蝕使鋼筋的截面尺寸、表面狀況以及鋼筋和混凝土之間的粘結等均發(fā)生了變化，腐蝕對鋼筋混凝土結構動力性能（例如疲勞性能和抗震性能）的不利影響將