氯盐侵蚀-钢筋锈蚀耦合作用下再生骨料混凝土抗压强度预测模型
Compressive strength prediction model of recycled aggregate concrete under the coupled action of chloride erosion and reinforcement rust
关键词：
普通混凝土（NC）；再生骨料混凝土（RAC）；氯盐侵蚀；钢筋锈蚀；力学性能；锈胀裂缝；预测模型
Key words：
Normal concrete (NC); Recycled aggregate concrete (RAC); Chloride corrosion; Reinforcement rust; Mechanical property; Rust crack; Prediction model
刊期：
2026年第2期
DOI：
10.19761/j.1000-4637.24080439
文章编号：
基金项目：
深圳市2021年工程建设领域科技计划项目（2021-66）。
作者：
高晓悦1，高明显1，程建波2，赵崇基1
单位：
1.铁科院（深圳）研究设计院有限公司，广东 深圳 518000；2.铁科院（深圳）检测工程有限公司，广东 深圳 518000
摘要
摘 要：对比研究了普通混凝土（Normal concrete，NC）和再生骨料混凝土（Recycled aggregate concrete，RAC）在氯盐单因素侵蚀和氯盐侵蚀-钢筋锈蚀耦合作用下的损伤演变规律。结果表明：在氯盐单因素侵蚀下，随着干湿循环时间的延长，NC和RAC的抗压强度均先增后降，但均高于未侵蚀对照组；在氯盐侵蚀－钢筋锈蚀耦合作用下，随着干湿循环时间的延长，NC和RAC的平均、最大锈胀裂缝宽度及钢筋的实际锈蚀率均增大，抗压强度基本降低；钢筋锈蚀引发的体积膨胀效应会加剧混凝土内部微裂纹扩展，导致力学性能退化；基于平均锈胀裂缝宽度的NC和RAC抗压强度预测模型，其拟合相关系数分别为0.949 4和0.966 4，模型精度较高，具有一定的工程适用性。
Abstract： The damage evolution patterns of normal concrete (NC) and recycled aggregate concrete (RAC) were compared under single-factor chloride salt erosion and the coupled action of chloride erosion and reinforcement rust. The results show that under single-factor chloride salt erosion, with the dry-wet cycle duration extends, the compressive strength of both NC and RAC first increases and then decreases, but remains higher than that of the non-erosion control group. Under the coupled action of chloride erosion and reinforcement rust, with the dry-wet cycle duration extends, the average and maximum rust crack widths of NC and RAC, along with the actual corrosion rate of reinforcement increase, while compressive strength generally decreases. The volume expansion effect caused by reinforcement rust accelerates the propagation of microcracks within concrete, resulting in mechanical property degradation. The fitting coefficients of the compressive strength prediction models of NC and RAC based on the average rust crack width are 0.949 4 and 0.966 4, respectively. The models have high accuracy and are applicable to engineering practice.
结论
（1）在氯盐单因素侵蚀下，随着干湿循环时间的延长，NC和RAC的抗压强度均先增大后减小，当干湿循环时间为84 d时，NC、RAC的抗压强度均最大，较未侵蚀时分别提高了15.9%、19.2%，而当干湿循环时间增至126 d时，NC、RAC的抗压强度分别降至49.5 MPa、46.3 MPa，较未侵蚀时分别提高了2.1%、2.0%。
（2）在氯盐侵蚀－钢筋锈蚀耦合作用下，随着干湿循环时间的增加，NC和RAC的平均、最大锈胀裂缝宽度及钢筋的实际锈蚀率均增大，抗压强度基本降低；钢筋锈蚀引发的体积膨胀效应会加剧混凝土内部微裂纹扩展，导致力学性能退化。
（3）基于钢筋实际锈蚀率的NC、RAC抗压强度预测模型，其相关系数分别为0.942 2、0.991 0，均表现出优异的拟合精度；基于平均锈胀裂缝宽度的NC、RAC抗压强度预测模型，其拟合相关系数分别为0.949 4、0.966 4，模型精度较高。其中，基于平均锈胀裂缝宽度建立的NC和RAC抗压强度预测模型更具工程适用性。
参考文献
[1] 尚永康.再生混凝土抗冻性及力学性能试验研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2010.
[2] 黄灵芝,王嘉欣,司政,等.水饱和度对再生混凝土力学性能的影响及微观机理分析[J].实验力学,2024,39(3):378-388.
[3] 严俊,彭胜,瞿聪,等.超高韧性水泥基复合材料层对RAC叠合楼板性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2025(3):69-72.
[4] 王伊,黄宏,曾建涛,等.圆钢管再生陶瓷粗骨料混凝土短柱轴压试验研究[J].建筑结构学报,2024,45(6):246-253.
[5] 叶建荣,黄照南.再生块体-骨料混凝土在地下综合管廊工程中的应用研究[J].建筑施工,2023,45(7):1430-1432,1439.
[6] 俞小彤,常西栋,周文涛,等.氯盐与硫酸盐复合侵蚀下钢筋混凝土锈裂行为[J].哈尔滨工业大学学报,2024,56(2):151-160.
[7] 牛荻涛.混凝土结构耐久性与寿命预测[M].北京:科学出版社,2003.
[8] 张振雷,刘华新,徐佳宁.BFRP筋与再生骨料混凝土粘结性能试验研究[J].建筑结构,2024,54(10):100-105.
[9] KATERUSHA D.Attitude towards sustainability, study contents and the use of recycled concrete in building construction case study Germany and Switzerland[J].Journal of Cleaner Production,2021,289:125688．
[10] DU X Q,LI Y L,SI Z,et al.Effects of basalt fiber and polyvinyl alcohol fiber on the properties of recycled aggregate concrete and optimization of fiber contents[J].Construction and Building Materials,2022,340:127646.
[11] 胡志,毛丽璇,刘清风.再生骨料混凝土抗氯离子侵蚀的多相数值研究[J].硅酸盐通报,2020,39(8):2425-2432.
[12] 何菁,沈诗鸣,沈媛媛,等.再生骨料混凝土抗氯盐侵蚀性能研究[J].粉煤灰综合利用,2019(6):40-45.
[13] 梁琳.再生混凝土耐久性能及抗压强度试验研究[D].南京:东南大学,2017.
[14] 钟小平,彭蓝鸽,袁承斌,等.氯盐-锈蚀耦合损伤混凝土抗压强度试验[J].工业建筑,2020,50(12):69-75.
[15] 张晓,闫涛.氯离子腐蚀环境下混凝土力学性能研究[J].金陵科技学院学报,2012,28(1):38-41.
[16] 俞小彤,常西栋,周文涛,等.氯盐与硫酸盐复合侵蚀下钢筋混凝土锈裂行为[J].哈尔滨工业大学学报,2024,56(2):151-160.
[17] 彭建新,王华,张建仁,等.氯盐侵蚀下钢筋混凝土氯离子扩散系数试验及其概率分析[J].中国公路学报,2014,27(6):77－83.
[18] 黄显智,王子明,姜德义.再生集料混凝土循环利用的试验研究[J].混凝土,2003(10):24-27.
[19] 孙祯,郑建岚.氯盐环境下再生混凝土框架边节点抗震性能试验研究[J].建筑结构学报,2020,41(4):82-91.
引用本文
高晓悦,高明显,程建波,,等.氯盐侵蚀-钢筋锈蚀耦合作用下再生骨料混凝土抗压强度预测模型[J].混凝土与水泥制品,2026(2):81-85.
GAO X Y,GAO M X,CHENG J B,et al.Compressive strength prediction model of recycled aggregate concrete under the coupled action of chloride erosion and reinforcement rust[J].China Concrete and Cement Products,2026(2):81-85.
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