角部钢筋锈蚀引发混凝土保护层开裂行为研究

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1、第19卷第2期建筑材料学报Vo1．19．NO．22016年4月JOURNALOFBUILDINGMATERIALSApr．。2016文章编号：1007-9629(2016)02—0255-07角部钢筋锈蚀引发混凝土保护层开裂行为研究金浏，张仁波，杜修力，李悦(北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室，北京100124)摘要：为研究角部钢筋非均匀锈蚀膨胀引发的混凝土保护层开裂行为，提出了角部钢筋的非均匀锈胀模式．并将混凝土视为由骨料、砂浆和界面过渡区组成的三相复合材料，建立了混凝土细观随机骨料模型．以施加非均匀径向位移方式来表征钢筋锈胀对

2、周围混凝土的力学作用．基于该方法对钢筋非均匀锈蚀引发的混凝土保护层开裂行为进行了细观数值模拟，模拟结果与已有文献中试验结果的良好吻合验证了该方法的合理性．另外，对比了宏观均质模型和细观非均质模型下不同角部钢筋锈胀模式导致的混凝土保护层开裂模式；并探讨分析了保护层厚度和钢筋直径对保护层开裂模式以及钢筋锈胀压力的影响规律．‘关键词：混凝土保护层；非均匀锈胀；非均质；细观数值模拟中图分类号：TU528；TV431文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1007—9629．2016．02．008InvestigationonCrackin

3、gBehaviorofConcreteCoverInducedbyCornerLocatedRebarCorrosionJINLt钍，ZHANGRenbo，DUXiuli，LIYue(KeyLaboratoryofUrbanSecurityandDisasterEngineeringofMinistryofEducation，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China)Abstract：Inordertoinvestigatecrackingbehaviorofconcretecover

4、inducedbycornerlocatedrebarcorro—sionexpansion，anon—uniformcorrosionexpansionmodelofcornerlocatedrebarwasestablished．Concretewasregardedasathree—phasecompositematerialcomposedofcoarseaggregate，mortarandtheinterfacialtransitionzone(ITZ)andameso—scalerandomaggregatemodelofcon

5、cretewasbuilt．Non—uniformradialdisplacementwasadoptedinthismodeltosimulatecorrosionbehaviorofrebar．BasedonthemodeI，thecrackingprocessofconcretecoverwasexplored．Thesimulationresultsshowgoodagreementwiththeavailabletestresults，whichverifiesthereasonabilityofthepresentmethod．M

6、oreover，thefailurepat—ternsofconcretecoverunderdifferentcorrosionpatternsofrebarobtainedfromthemacro‘—scalehomoge——neousmodelandmeso—scaleheterogeneousmodelwerecompared．Influencesofconcretecoverthicknessandrebardiameteronthefailurepatternofconcretecoverandexpansivepressurew

7、ereinvestigated．Keywords：concretecover；non—uniformcorrosionexpansion；heterogeneous；meso—scalenumericalsimu—lation钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构性能退化、耐介质会透过混凝土保护层到达钢筋表面并累积，当久性失效的主要原因之一_1]．在侵蚀性环境中，侵蚀侵蚀介质的浓度达到限值后会破坏钢筋表面的钝化收稿Ft期：2014—12—09；修订日期：2015—01-05基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(201ICB013600)

8、；国家自然科学创新群体项目(51421005)；国家自然科学基金资助项目(51508011)第一作者：金浏(1985一)，男，江苏泗阳人，北京工业大学教授，博士．E