赵 政,蒋德稳

(1.中国矿业大学 力学与建筑工程学院,江苏 徐州 221116; 2.淮海工学院 土木工程学院,江苏 连云港 222005)

0 引言

钢筋与混凝土间良好的粘结力是钢筋混凝土结构工作的前提,在荷载作用下可以保证两者共同受力并协调变形[1]。由于碳化、Cl-侵蚀等作用,钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀现象已经非常普遍,导致两者之间粘结性能发生改变,从而影响结构的耐久性。据报道,美国因为各种腐蚀原因造成的经济损失达700亿美元/年,其中,在钢筋混凝土结构中由于钢筋锈蚀造成的损失约占40%[2-3]。因此,研究锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能,对于钢筋混凝土结构的耐久性研究具有重大的意义。

1 粘结退化机理

钢筋与混凝土之间的粘结力主要由化学胶着力、摩擦力和机械咬合力3部分组成[4-5]。光圆钢筋的粘结强度主要取决于摩擦力和与表面状况相关的咬合力。轻微锈蚀的光圆钢筋粘结强度比新轧制光圆钢筋的粘结强度高。而变形钢筋的粘结强度主要取决于机械咬合力,纵横肋可增强钢筋与混凝土之间的机械咬合力,提高钢筋与混凝土间的粘结力。

国内外相关试验研究表明[6-10],当钢筋锈蚀程度较小、保护层尚未锈胀开裂时,虽然化学胶着力破坏,但由于锈蚀产物的膨胀使混凝土对钢筋的约束力增强,同时增加了钢筋表面的粗糙度,因此粘结强度有所增加;随着锈蚀量增大,钢筋表面混凝土保护层逐渐胀裂,混凝土对钢筋的约束作用降低,同时钢筋与混凝土表面的摩擦力减小;严重锈蚀时,变形钢筋的横肋处大部分锈损,机械咬合力基本消失,钢筋强度不能得到充分发挥,从而降低了混凝土结构的承载能力。……