张建仁，戴理朝，张旭辉，王磊



预应力影响下混凝土结构锈胀开裂计算

张建仁，戴理朝，张旭辉，王磊

(长沙理工大学土木与建筑学院，湖南长沙，410114)

针对预应力钢绞线腐蚀引起混凝土结构锈胀开裂问题，考虑混凝土双向应力状态和钢绞线截面几何特性等因素的影响，建立微裂缝形成、保护层开裂及开裂至一定宽度的锈胀开裂3阶段计算模型，分析锈胀开裂对预应力等各影响因素的敏感性，并通过试验对理论结果进行验证。研究结果表明：预应力会对锈胀开裂产生不利影响，与无应力状态相比，当钢绞线预应力为75%的抗拉强度标准值时，微裂缝形成、保护层开裂和开裂至0.1 mm时的腐蚀率分别降低了46.14%，43.90%和9.42%；锈胀发展3阶段的腐蚀率均随铁锈膨胀率和钢绞线直径的增加而减小，随混凝土抗拉强度和保护层的增加而增大。

桥梁工程；锈胀开裂；预应力钢绞线；腐蚀；双向应力状态

在高应力与侵蚀环境耦合作用下，混凝土结构中的预应力筋比普通钢筋更易被腐蚀。腐蚀产物体积膨胀会导致混凝土保护层开裂，即所谓的锈胀开裂[1]。锈胀裂缝的出现又会进一步为有害物质进入结构内部提供通道，进而加快预应力筋的腐蚀，造成结构性能的提早退化，大大影响结构耐久性[2]。因此，保护层锈胀开裂作为混凝土结构耐久性极限状态的标志，明确其开裂机理，建立其预测模型具有重要的理论和工程意义。锈蚀膨胀对混凝土结构耐久性极其不利。……