蚀坑影响锈蚀钢筋力学性能探究

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1、蚀坑影响锈蚀钢筋力学性能探究　　摘要本文分别从蚀坑的宽度和深度两个角度出发，分析论证了蚀坑在屈服强度方面对于锈蚀钢筋的影响，进而对于钢筋在蚀坑作用下所受应力的变化情况进行了总结。事实证明，被锈蚀的钢筋与无锈钢筋相比，屈服所需要的载荷与具体的蚀坑深度存在着较大的指数联系，但是蚀坑的宽度只具有很小的影响。通过对于钢筋表面蚀坑的应力变化研究，可以对钢筋力学性能情况进行判断。关键词蚀坑；锈蚀钢筋；力学性能；应力分布中图分类号TU59文献标识码A文章编号1674-6708（2013）96-0121-025工程事故造成的危害是十分巨大的，不仅会造成财产的损失，更关系到生

2、命的安全。近年来重大的工程事故时有发生，其严重的危害以及扩大的态势也让人们不得不给予关注。因为钢筋一般在混凝土内部进行埋设，所以对其锈蚀情况不容易进行把握，即使外观良好的建筑，其内部的钢筋也可能已经锈蚀得非常严重。正是由于存在这样的安全隐患，钢筋的锈蚀可能会给整个工程造成突然的破坏，给工程安全带来极大的隐患。所以，很多学者就锈蚀钢筋在力学性能方面的表现进行了研究和试验，一般采用工程现场的锈蚀钢筋或者是通过化学作用加速得来的锈蚀钢筋，通过拉伸试验对于锈蚀程度不同的钢筋的试验情况进行记录和归纳，分析出不同锈蚀程度下的钢筋在屈服强度、延伸率以及极限强度等方面的变化

3、情况，其中，锈蚀的程度一般以锈蚀对于钢筋在质量以及面积方面的影响情况作为依据。1钢筋的锈蚀情况分析根据实际环境中对钢筋的锈蚀情况的研究以及理论上的锈蚀原理，钢筋的锈蚀情况一般都是先由一个锈蚀点出现蚀坑开始，再逐渐扩散发展的。钢筋在蚀坑的作用下，坑点周围的应力会在受力的情况下出现集中的现象，造成钢筋在受力能力方面的减弱。由此可见，钢筋力学性能减弱的最主要原因在于存在于其表面的蚀坑，他的宽度和深度都会影响到钢筋的力学性能。所以，进行蚀坑宽度和深度的研究，探讨他们对力学性能的影响就显得至关重要，对于理论建设以及实际的应用都非常有价值。但是目前此类的研究还比较少，本

4、文主要在理论的角度上针对蚀坑与钢筋在力学方面的表现之间的关系进行分析，研究钢筋应力在蚀坑影响下的实际变化规律，为进一步的锈蚀钢筋力学性能的研究和模拟实验的进行提供一定的理论基础和数据支持。采用专业的测试仪器对锈蚀的钢筋进行检测，在得到的电位图中可以看出，钢筋表面的分布图存在着许多尖点，并且尖点位置的钢筋电位会出现明显的降低，这就说明该位置的钢筋表层有程度不同的锈蚀坑存在。52蚀坑对钢筋力学性能的影响2.1蚀坑对钢筋屈服强度的影响通过有限元计算软件ANSYS可以对锈蚀钢筋进行受力情况的研究，通过观察可以看出，蚀坑的出现会导致应力集中情况的出现，在蚀坑的附近，应

5、力的分布在一定范围内会出现明显的改变。实验表明，同未发生锈蚀的钢筋相比，锈蚀钢筋在屈服载荷的作用下应力在轴向方向上会出现较大的波动。通过对于锈蚀程度不同的钢筋在第一次达到屈服应力时所受到的载荷进行分别的计算，能够得到腐蚀程度不同的钢筋在屈服时所受载荷的变化情况。钢筋蚀坑的深度越大，那么使它达到屈服所需要的载荷就越低；在钢筋蚀坑深度一致的情况下，蚀坑的宽度越大，导致钢筋屈服的载荷也会有少量的增加，但是在宽度达到一定程度后，载荷就会保持相对的稳定，可见，同蚀坑的深度相比宽度对于载荷的影响比较小。所以说蚀坑对于钢筋力学性能的影响主要是由蚀坑的深度决定的，宽度的作用

6、不大。2.2蚀坑对钢筋应力分布的影响根据蚀坑深度的不同，能够对其应力的实际5分布情况进行计算。根据计算结果进行分析表明，在钢筋蚀坑的深度情况较小的时候，钢筋的应力呈现比较均匀的分布状态，但是伴随着蚀坑深度的不断增加，钢筋所受的应力分布渐渐变得不均，表现为蚀坑部位应力的明显增加，但是在距离蚀坑较远的位置应力则远远不能达到屈服的需求。可以看出，钢筋表面蚀坑的深度越深，即使是钢筋所受载荷比较低的情况下，蚀坑位置也会受到很大的应力作用，致使钢筋容易在蚀坑位置遭到破坏，虽然其他位置的应力并不大。我们可以得到这样的结论，如果钢筋的表面出现比较深的蚀坑，那么就会对钢筋的整

7、个力学性能造成破坏和减弱，会进一步造成整个构件性能的减弱.2.3蚀坑对不同直径钢筋力学性能的影响5通过以上的试验，我们对直径相同的钢筋进行了表面不同深度的蚀坑对于力学性能影响的研究。但是在实际的使用中，钢筋的种类是十分多的，举例来说，一些应力能力高的钢丝、箍筋、钢丝绞线等等所用到的都是直径较小的钢筋，实验表明，这类横截面积小的钢筋一旦发生锈蚀，产生的力学性能弱化在整个结构中表现得最为严重。在实际的调查和办公室实验中都可以发现，工程结构中箍筋产生锈蚀的严重程度一般都会高于纵向使用的钢筋，这就造成钢筋构件的承载能力在抗剪性上的极大减弱，会导致构件形态的变形甚至破

8、坏。重要的例子就是位于柏林的德国议会大厦的倒塌，其原