考慮局部銹蝕特征的鋼筋性能退化試驗研究

孫曉燕，朱建科，王海龍，張治成

（1.浙江大學 建筑工程學院，浙江 杭州 310027；2.紹興公路管理處，浙江 紹興 312300）

鋼筋銹蝕縮短了結構的使用壽命，增加了失效風險，惡化了失效后果.對于鋼筋銹蝕后的性能退化規律研究目前尚存在分歧.部分學者認為鋼筋屈服強度和極限強度隨銹蝕率增加而下降［1－3］，但銹蝕鋼筋的金相組織分析［4］指出，自然腐蝕只會使鋼筋截面積減小，不會改變材料的物理性能.近年開展的研究表明［5］，認為鋼筋的屈服強度隨著銹蝕率下降的觀點忽略了鋼筋局部銹蝕特征，采用銹蝕前鋼筋截面積來分析銹蝕后鋼筋的承載能力，會存在較大誤差.Almusallam［6］明確指出，根據鋼筋原截面積估算的鋼筋強度會隨著銹蝕率增大而降低，但實際銹后截面積對應的鋼筋強度并不會因銹蝕率而改變.Melchers等［7］認為鋼筋銹蝕嚴重時，傳統的銹蝕率指標不能用于衡量鋼筋的剩余強度.

為了準確評估服役結構性能和剩余使用壽命，國內外學者開始關注鋼筋局部銹蝕特征.Stewart等［8－9］發現當鋼筋銹蝕率達到16%時構件基本失效，局部坑蝕大大增加了構件的失效概率.Darmawan等［10］通過對預應力鋼絞線的坑蝕研究指出，高應力水平下坑蝕會導致預應力筋突然斷裂，從而引發嚴重的工程事故.因此正確評估鋼筋局部坑蝕作用下的力學性能，對鋼筋混凝土構件剩余承載能力估算和失效風險分析至關重要.盡管現階段范穎芳等［11］開展了蝕坑對鋼筋強度影響的數值模擬分析……