锈蚀钢筋与混凝土高温后黏结性能试验研究

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1、学校代码10530学号201510181947分类号TU375.4密级公开硕士学位论文锈蚀钢筋与混凝土高温后黏结性能试验研究学位申请人张白指导教师陈俊副教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向结构抗火及锈蚀耐久性二零一八年六月BondPerformancebetweenCorrodedReinforcingSteelBarandConcreteafterExposuretohighTemperatureCandidateBaiZhangSupervisorAssoc.Prof.ChenJunCollegeColl

2、egeofCivilEngineeringandMechanicsProgramStructuralEngineeringSpecializationStructuralfireresistanceanddurabilityDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或

3、撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。湘潭大学工学硕士论文摘要钢筋与混凝土之间可靠的黏结是钢筋混凝土（ReinforcedConcret

4、e，RC）构件中钢筋与混凝土这两种性质不同的材料协调变形、共同承载的前提。然而，RC结构在长期服役期间不可避免的受到氯盐侵蚀、混凝土碳化等影响，从而诱发结构内部钢筋产生锈蚀。在锈蚀过程中锈蚀产物的膨胀将会改变钢筋与混凝土黏结界面环境，甚至造成混凝土保护层的开裂及剥落，其直接影响到钢筋与混凝土间黏结性能的劣化。通常而言，锈蚀现象在现役老化的RC结构中较为普遍，而老化结构由于电力系统和设施处于恶化状态，其结构更易遭受到火灾的侵害。高温/火灾使钢筋及混凝土的材料性能发生变化，导致两者之间可靠的黏结性能退化，进而对结构的承载能力产生重

5、大影响。因此，亟待深入研究锈蚀钢筋与混凝土高温/火灾后黏结性能的劣化规律，以准确评估锈蚀钢筋混凝土（CorrodedReinforcedConcrete，CRC）结构经受高温后的损伤程度，为经济合理地确定维修加固方案提供重要的理论指导意义。为此，本文针对锈蚀钢筋与混凝土高温后的黏结性能开展了系统的研究，具体研究内容如下：（1）采用电化学加速锈蚀方法对黏结段钢筋进行加速锈蚀后，使用裂缝测宽仪记录了锈蚀后试件的最大锈胀裂缝宽度。对已有研究及本文拔出试验中试件锈胀裂纹与锈蚀率的数据进行了统计，分析了锈胀裂纹宽度对黏结性能的影响，并提

6、出了不同锈蚀率下锈胀裂缝表面宽度的预测模型。（2）通过试验研究了不同温度作用后混凝土立方体的力学性能，从高温后混凝土质量损失的角度揭示了立方体抗压强度损失机理，并建立了相应的损伤退化模型，可通过受火温度、质量损失初步评估出高温后混凝土抗压强度的损伤程度。此外，还分析了HRB500钢筋高温后强度损伤退化规律。（3）基于中心拔出试件开展了不同锈蚀率和不同温度作用下HRB500钢筋与混凝土之间的黏结试验，着重分析了锈蚀以及高温作用下试件黏结强度、黏结刚度、黏结能量耗散、残余黏结力的劣化规律。总结和分析已有研究与本文试验结果，建立了考

7、虑锈蚀与温度作用下黏结强度退化模型。此外，获得了残余黏结系数，并采用正态分布对残余黏结系数进行了精度分析，以评估残余黏结系数与试验值的耦合度。（4）总结已有研究试验成果并结合本文试验数据，建立了适用于不同温度、不同锈蚀率下简化的局部黏结-滑移本构关系式，并通过相关学者的试验数据验证了模型的合理性。关键词：高温，锈蚀钢筋混凝土，黏结性能，锈胀裂纹，本构模型I锈蚀钢筋与混凝土高温后黏结性能试验研究AbstractReliablebondbetweenreinforcingsteelbarsandsurroundingconc

8、reteisfundamentaltoensurethatthetwomaterialscanworkanddeformtogetherinreinforcedconcrete(RC)structures.However,RCstructuresareusuallyinflu