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1、 锈蚀-钢筋混凝土粘结性能研究进展 【摘要】整理了目前国内外关于锈蚀钢筋混凝土粘结性能的研究，介绍了不同学者的研究内容，为以后进行这方面研究的学者提供了一定的参考。【关键词】钢筋锈蚀；粘结性能钢筋混凝土结构目前在世界范围内依然是很多工程的首选结构，这是由其诸多优良的性能决定的，其中最重要的就是钢筋和混凝土之间优秀的粘结能力，正是因为它的存在才使得两者协同工作成为了可能。混凝土结构的多孔性决定了它不能有效的阻隔有害离子进入，这些离子进入混凝土后接触到刚筋发生一系列化学反应导致钢筋生锈。钢筋锈蚀不仅引起自身截面损失和力学性能退化，且锈蚀产物的体积膨胀为原来的2-4 倍1-4，锈蚀产物不断堆积对混凝
2、土保护层产生向外的挤压力从而导致保护层开裂，严重的危害了钢筋混凝土结构的安全，特别是一些与水有接触的构件安全隐患严重如图1。目前国内外学者对于这方面已经进行了大量的研究，很有必要对目前的研究进行整理以便于开展更加符合实际工程的研究。1、锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的研究现状目前国内外的学者已进行了很多关于锈蚀钢筋- 混凝土界面粘结性能的研究，Kemp5 等人对锈蚀程度不同的RC 构件进行粘结性能试验，认为在一定范围内的锈蚀对粘结性能是有利的，不会对试件的承载能力造成很大危害；Sulaimani6 等人试验研究了锈蚀率对钢筋- 混凝土粘结性能的影响，发现较小的锈蚀率（ 小于1%） 对钢筋- 混凝土的
3、粘结性能是有利的，但随着锈蚀率的增加，粘结性能出现将出现显著的退化；也就是说钢筋的锈蚀率存在一个阈值，当锈蚀率超越该阈值后将破坏钢筋- 混凝土的粘结性能。Almusallam7 等人通过对系列试验数据分析提出这个锈蚀率的阈值小于4%。Rinaldi4 等人进行更小锈蚀率下的钢筋-混凝土粘结试验研究，认为对粘结性能有利的锈蚀率阈值应为0.6%。可见现有研究共识是虽然微小的锈蚀率对粘结性能有利，但锈蚀率超越一定阈值后，钢筋- 混凝土的粘结性能将发生显著退化。国内方面袁迎曙8 等人对不同锈蚀率试件的粘结滑移曲线进行了研究并给出了退化模型。王小惠9 利用弹性力学相关知识，理论上推导了锈蚀钢筋- 混凝土
4、粘结强度模型。Fu10 等人通过研究给出了影响锈蚀RC 构件钢筋- 混凝土粘结性能的因素包括：锈蚀程度、保护层厚度、钢筋直径等，而实际工程中是存在环向约束的，那么研究环向约束对于RC 构件锈蚀后粘结性能的影响是很有必要的。2、环向约束下锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的研究现状目前学者对于有环向约束的RC 锈蚀构件也进行了一些研究，Lee11 等人研究了箍筋约束对锈蚀钢筋- 混凝土粘结性能的影响，发现箍筋约束使试件的破坏模式由混凝土脆性劈裂破坏变为了钢筋延性拔出；Fang12 等人研究发现箍筋约束对锈蚀光圆钢筋- 混凝土的粘结性能的改善要优于对锈蚀带肋钢筋- 混凝土粘结性能的改善。另外目前碳纤维增强复
5、合材料（Carbon FiberReinforced Plastics, CFRP）普遍应用于结构修补和加固，其对结构的也产生了环向约束力。Soudki13 等人对CFRP 约束下锈蚀钢筋- 混凝土粘结试件进行拔出试验，研究结果发现CFRP 约束有效提升了锈蚀钢筋- 混凝土的粘结强度，提高幅度与混凝土保护层厚度有关，且混凝土保护层厚度越小提升效果更显著；Papakonstantinou14等人研究了CFRP 约束水平对锈蚀钢筋- 混凝土粘结性能的影响，研究表明CFRP 约束对高锈蚀率的钢筋- 混凝土粘结强度的提升效果更加明显，有效地抑制了因钢筋锈蚀而引起的粘结强度的退化， 且CFRP 约束水平
6、对粘结试件的延性提升要显著地优于对粘结强度的提升；代晓东15 等人分别采用先加固后锈蚀、先锈后加固和直接锈蚀等方法研究了碳纤维加固对粘结性能的影响，得出CFRP 加固可以显著提高两者粘结性能；邓宗才16 等人考虑保护层厚度、钢筋种类以及CFRP 约束等因素进行了拉拔试验，发现CFRP 约束会使的RC 构件粘结破坏模式发生转变，且两者的粘结性能有显著提高；张伟平17 等人也通过试验研究得出了CFRP约束可以提高锈蚀钢筋- 混凝土界面的粘结性能；张军18 细致的研究了不同锈蚀率有无CFRP 作为环向约束试件的粘结强度变化，发现CFRP 可以很大程度上提升锈蚀率对于试件有利的范围。宋照桦19 研究了
7、持载用作对于锈蚀钢筋混凝土结构的影响，发现有无CFRP 约束呈现出不同的规律：约束下持载锈蚀对粘结强度是有利的，没有约束时则是有害的。结构承受的荷载往往以动荷载为主，而动荷载对结构的影响显然与静荷载不同，在结构设计中尤其是抗震设计关于动荷载如何影响结构是十分重要的一部分。3、锈蚀钢筋与混凝土动力粘结特性研究现状目前国内外有一些学者对于这方面进行了研究， 方从启20 对RC 试件进行了钢筋锈蚀对粘结性能的影响，得出了循环加载这种加载方式下的粘结- 滑移曲线， 指出较小的锈蚀率有助于减小反复荷载作用下的粘结损失的幅度；Kivel21 等人对不同钢筋锈蚀率的RC 试件进行了循环加载，得出不同锈蚀率下
8、变幅循环粘结滑移曲线，并以Eligehausen22 的模型为基础建立了考虑不同锈蚀率的有约束试件循环加载模型；Yankdevsky23 等也曾提出了一个关于反复荷载下的粘结- 滑移关系的数学模型；Alavi-Fard24 等人研究了加载历史、约束、钢筋直径在循环加载下的影响，发现循环位移的增加会损失更多的粘结强度、循环荷载并不影响粘结强度只要循环位移小于静力加载最大荷载位移；杨淑雁25 等人提出低周反复荷载下，不同锈蚀率RC 构件考虑循环裂化的粘结滑移模型； 周海俊26,27 等人研究了有箍筋约束试件在循环荷载作用下，不同钢筋锈蚀率对于钢筋混凝土粘结性能的工程技术 Engineering T
9、echnology影响，发现锈蚀率对卸载刚度、循环耗能等都有影响。可以发现学者对于这方面的研究主要集中在锈蚀率这方面，也有学者对约束的影响进行了研究，而结构往往是承受着荷载发生钢筋锈蚀，持载对结构动力性能又有怎样的影响是很值得研究的。4、展望目前国内外对于锈蚀钢筋对结构的影响已进行了诸多因素的研究，CFRP 作为一种新型材料对于结构的改善有着显著的作用，而进一步研究持载锈蚀如何影响CFRP 加固结构动力粘结性能，其研究结果可以作为评估与改善在役钢筋混凝土结构长期性能的科学依据，同时也可作为分析FRP 加固在役混凝土结构的理论基础。参考文献： 1 F . J . M o l i n a , C
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