混凝土中锈蚀钢筋力学性能退化研究

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1、2009年6月第二届湖北省土木工程专业大学生科技创新论坛论文集混凝土中锈蚀钢筋力学性能退化研究张雏君，徐港(三峡大学土木水电学院，湖北宜昌443∞2)摘要：通过对模拟海洋浪溅区环境锈蚀近两年的钢筋混凝土试块破型所得的214根锈蚀钢筋进行拉伸试验，研究不同锈蚀程度下不同直径的钢筋各项力学性能指标的变化：初步提出了钢筋的平均锈蚀率与最大锈坑深度之问的关系。研究表明，钢筋的平均锈蚀率与钢筋的表面锈蚀特征对其力学性能都有显著影响，并且随着锈蚀率的增加，这种影响会越来越明显。因此，只用平均锈蚀率来推测锈蚀钢筋

2、的力学性能是不科学的，为更有效地评估钢筋混凝土结构的耐久性和可靠性提供了理论依据．关键词：锈蚀钢筋；力学性能；平均锈蚀率：最大锈坑深度0前言本试验试样来自实验室模拟海洋浪溅区环境锈蚀近两年的钢筋混凝土试块破型所得的锈蚀钢钢筋混凝土结构由于氯离子侵入、混凝土碳化筋。对锈蚀钢筋破型后，取出钢筋，截取钢筋的长等原因会出现钢筋腐蚀情况，由此会导致钢筋力学度为300ram左右。打磨并用稀盐酸清洗，干燥称重性能退化以及钢筋与混凝土的粘结性能的退化，从后计算其锈蚀率，并记录其表面锈蚀特征。未锈前而引起结构性能退化

3、和耐久性降低。要准确评估构B16的钢筋的线密度为1．4666549／mm，屈服强度为件的承载力下降程度、服役结构的抗力和老化结构392．84MPa，极限强度为574．14MPa，B20的的钢筋的破坏形态，掌握钢筋锈蚀后引起的结构性能变化的线密度为2．3860669／mm，屈服强度为423．36规律，充分认识钢筋锈蚀后其力学性能的变化是基MPa，极限强度为632．02MPa。础而关键的。1．2试件制作对于钢筋锈蚀后的力学性能，国内外已有很多混凝土试块的尺寸为150minxl50mmx300mm，研究许

4、多学者已经作了大量的试验研究工作并进B16的钢筋106根和B20的钢筋108根，图l为试件尺行了相应的理论分析。但现阶段他们所做的试验研寸示意图。究中的锈蚀钢筋混凝土试件，大多是通过外加电流所用材料：水泥：C30用华新堡垒牌P．042．5号加速模拟的，通过长期的研究发现，该方法与自然普通硅酸盐水泥C40用华新堡垒牌EC32．5号复合环境中锈蚀的钢筋锈蚀情况相差较大。本文通过近硅酸盐水泥。石：卵石，粒径2～20mm，连续级配。乎自然暴露的模拟人工气候环境使钢筋锈蚀近两水：自来水，坍落度55～70。钢筋

5、：纵筋HRB335直年，这种效果与实际情况比较接近。另外，目前钢径l6mm，20mm，箍筋HRB335≯6mm。盐：采用筋锈蚀情况的通常取平均锈蚀率作为衡量指标，研NaCl，掺盐量为水泥用量5％。究表明，如果仅考虑钢筋的平均锈蚀率，则有可能忽略对构件耐久性失效影响更大的最大锈坑深度互的信息，这是不科学的。(本文综合考虑了钢筋的平均锈蚀率和表面锈蚀特征，分析比较了不同锈蚀程度此下不同直径钢筋各项力学性能指标的变化。比如名义屈服强度、试件立面名义极限强度、实际屈服强度、实际极限强度、伸长率、强屈比、屈服

6、台阶长度等，并且初步建立了团最大锈坑深度与平均锈蚀率之间的关系。L—一l2e。J．1试验设计1-1削面2-2削面圈1试件尺寸示意图1．1试件来源作者简介：张维君(1987一)，女，本科生，三峡大学土木水电学院。F，mail：zwjun．．good@126．oom通信联系人：徐港。副教授。E-maihpostxg@163．哪28*一“Ⅻnw十$【H0¨^}i“拄““*b*z*200946H1j横拟实验方案把制””的锯筋“d凝L删块放八沫度为3％的稀扯般溶浊中胃r室外．nr

7、然环境下接受n嘲、1』试验内

8、容厦方法泼试验丰要“对不同锈蚀样度(包括平均锈蚀翠和锈蚀特征两个指标)的不州直径钢筋的力学性能指怀进钉扎比分析．包{^刑筋各种强膻、仲K率、强心比、川服音阶长度，井n衲步分析了刊筋层大钮坑深胜q平均锈蚀年之M的芙系，为坐右效地评定9、阿构件的耐久住和可靠性提供怔捌。收集眷细锈蚀钢筋，其K度均为300ram左右。用柿盐硅清洗，萁具体步骤足：崩稀盐酸溶液(p(I：业盐酸)：p(水)-I：1，*加体秘分数为2％～3％的纯盐酸肴的走救甲摹四姣)作为酸洗渡．用体微分数3￡J3％的碳酸钠溶液作为中和液。酋先将锥

9、艇锯筋泡入酸沈被中酸洗．之后依敬取m敞^水、中和液中摇动儿r，再放八另一盘·IJ和液中浸泡，最后取m用清水冲洗，用毛巾镣I。．放入(105±5)℃的供筘曲燃T，井保存端时川后驳U}。然后吲电子天下(精确午O019)称景每根制筋的重量+用铡尺(精确拿Imm)景取其蜜虾K艘，用游枷-FR(辅礁主002mm)在整根钢筋t}1部蹙取100ram，作为H雨淋、风口：．』f采用}一温葡环汪，咀模拟海洋浪溉li自0耳境+且体的T温彻环0l艘为“f”3凡，“泓’3天。试¨锈蚀蜘嘲2所