反复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土的黏结性能研究
Study on the bonding performance between corroded steel bars and concrete under repeated loads
关键词：
钢筋；锈蚀；混凝土；黏结性能；反复荷载
Key words：
Steel bar; Corrosion; Concrete; Bonding performance; Repeated load
刊期：
2025年第6期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.2025.06.006.06
文章编号：
基金项目：
广西高校中青年教师科研基础能力提升项目 （2022KY1531）；广西高校中青年教师科研基础能力提升项目（2024KY1629）。
作者：
王根伟，王善烨*，于树志
单位：
广西自然资源职业技术学院，广西 南宁 532100
摘要
摘 要：研究了反复荷载作用下不同锈蚀率钢筋对混凝土黏结性能的影响规律，并通过ANSYS软件进行了有限元分析，模拟了破坏形态。结果表明：钢筋锈蚀率越高，试件的峰值荷载降低越明显，反复荷载对试件黏结性能的影响越大，试件破坏越严重；试件的最大黏结应力随着钢筋锈蚀率的增加基本呈先升后降的趋势；试件的破坏形态与有限元分析结果基本相符。
Abstract: The influence of different corrosion rates of steel bars on the bonding performance of concrete under repeated loads was studied, and finite element analysis was conducted using ANSYS software to simulate the failure mode. The results show that the higher the corrosion rate of steel bars, the more significant the decrease in peak load of the specimen, the greater the impact of repeated loads on the bonding performance of the specimen, and the more severe the damage to the specimen. The maximum bonding stress of the specimen shows a trend of first increasing and then decreasing with the increase of steel corrosion rate. The failure mode of the specimen is basically consistent with the finite element analysis results.
结论
（1）钢筋锈蚀率越高，试件的峰值荷载降低越明显，反复荷载对试件黏结性能的影响越大，试件破坏越严重；试件的最大黏结应力随着钢筋锈蚀率的增加基本呈先升后降的趋势；试件的破坏形态与有限元分析结果基本相符。
（2）影响钢筋与混凝土黏结性能的因素较多，今后研究时应注意：①裸露在外的钢筋防止锈蚀；②监控电流，随着钢筋锈蚀产物增多，钢筋的电阻增大，电流减小，若不及时调整，无法达到设计锈蚀率；③应及时补充电解池溶液；④拉拔试验无法精准模拟试件在实际工况中的受力状态，今后研究可采用梁式试件进行试验；⑤有限元模拟时，对原材料参数的选择、如何模拟钢筋锈蚀物质等方面可进行深入研究；⑥可进一步对拉压试验进行研究。
参考文献
[1] 黄晋,卢微然,殷成龙,等.锈蚀对钢筋与混凝土之间粘结性能影响研究综述[J].材料导报,2024,38(增刊1):228-239.
[2] 梁新亚,何飞龙,李相坡,等.锈蚀钢筋强度及黏结性能研究进展[J].建筑结构,2022,52(增刊1):1571-1575.
[3] 何化南,陈西娴,杨嫚嫚.不同钢筋位置下锈蚀钢筋混凝土梁黏结性能分析[J].哈尔滨工程大学学报,2023,44(10):1720-1731.
[4] 李佳,张勤,贡金鑫,等.钢筋连接区锈蚀后的抗拉性能及破坏形态试验研究[J].建筑结构,2020,50(22):83-88.
[5] 李佳.氯盐环境下钢筋连接件受力性能及其与混凝土黏结性能研究[D].大连:大连理工大学,2020.
[6] FENG Q,WANG G N,ZHANG Y P,et al.Numerical simulation of partial-interaction load-deflection behavior of corroded reinforced concrete beams based on a segmental approach and evaluation of reinforcement corrosion level[J].Journal of Zhejiang University-SCIENCE A,2020,21(4):280-293.
[7] 潘坦博,郑永来,许旭兵,等.声发射监测锈蚀混凝土梁受弯的损伤与裂缝特征[J].同济大学学报(自然科学版),2024,52(3):350-359.
[8] 商怀帅,柴鑫.往复荷载下锈蚀钢筋与混凝土黏结性能的试验研究[J].材料导报,2023,37(1):129-134.
[9] 周俊浩,商怀帅.往复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土黏结性能研究[J].建筑结构,2024,54(1):119-123.
[10] 柴鑫.往复荷载下锈蚀钢筋与混凝土黏结性能的试验研究[D].青岛:青岛理工大学,2022.
[11] 牛建刚,边钰,谢承斌.再生混凝土与锈蚀钢筋界面黏结性能[J].科学技术与工程,2020,20(19):7845-7851.
[12] 张普,齐冬有,张巍,等.钢筋与铁铝酸盐水泥混凝土的粘结性能研究[J].新型建筑材料,2024,51(10):115-121.
[13] 谭玮,屈建民,刘方亮,等.某框架剪力墙结构锈蚀钢筋力学性能及粘结强度损失鉴定分析[J].工程质量,2024,42(9):20-24.
[14] 刘才玮,杨蒙,高旭阳,等.高温后锈蚀钢筋混凝土梁受弯承载力计算方法[J/OL].工程力学,2024(7):12[2024-12-05].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2595.O3.20240711.1442.007.html.
[15] 佟建楠,张瑞铮,牛旭婧,等.钢筋锈蚀后钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究与分析[J].混凝土,2024(1):33-38.
[16] 曲福来,刘中良,许哲,等.锈蚀钢筋混凝土墙体压弯承载力试验研究[J].混凝土与水泥制品,2021(4):32-35,82.
[17] 张弘港,赵建锋,彭昊,等.锈蚀钢筋-混凝土黏结性能退化试验研究[J].青岛理工大学学报,2023,44(5):1-10.
[18] 李闯,范颖芳,王耀宇,等.氯盐环境下复合胶凝材料砂浆中钢筋锈蚀状态[J].硅酸盐学报,2021,49(8):1642-1649.
[19] 张菊辉,衣存浩,王诗昆,等.新老混凝土的钢筋加速锈蚀[J].硅酸盐学报,2022,50(8):2096-2103.
[20] 王子健,彭金贵,郭飞,等.基于Weibull分布的再生混凝土中钢筋锈蚀预测[J].混凝土与水泥制品,2022(4):84-88,93.
引用本文
王根伟,王善烨,于树志.反复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土的黏结性能研究[J].混凝土与水泥制品,2025(6):6-11.
WANG G W,WANG S Y,YU S Z.Study on the bonding performance between corroded steel bars and concrete under repeated loads[J].China Concrete and Cement Products,2025(6):6-11.
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