【正文】 產(chǎn)物的體積膨脹 (一般可達(dá) 2～ 3倍 )，使構(gòu)件混凝土保護(hù)層縱向開裂甚至剝落，導(dǎo)致混凝土有效面積減小。 (2)對(duì)鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)作用，鋼筋銹蝕率較小時(shí)，其表面的粗糙程度有所提高，使得混凝土與鋼筋之間的化學(xué)吸附力和摩阻力有所提高，使得而在鋼筋銹蝕率較大時(shí)，在鋼筋周圍產(chǎn)生了疏松的鐵銹層，作為鋼筋與混凝土間粘結(jié)應(yīng)力傳遞的介質(zhì)是無力的，它降低了鋼筋與混凝土之間的機(jī)械咬合力，使得鋼筋更適于滑移，導(dǎo)致粘結(jié)力急劇下降，為了平衡鋼筋拉力，將導(dǎo)致粘結(jié)長(zhǎng)度，增加，從而平均裂縫間距也有較大的增長(zhǎng)。 鋼筋發(fā)生銹蝕的初期 (裂脹前 )，鋼筋銹蝕產(chǎn)物的膨脹作用使混凝土對(duì)鋼筋的約束力增大，鋼筋與混凝土之間的摩擦系數(shù)也 因鋼筋表面 (特別是光面鋼筋 )變得凹凸不平略有增大，因而鋼筋與混凝土間的粘結(jié)性能反而增強(qiáng)。但隨著鋼筋銹蝕的進(jìn)一步發(fā)展，將會(huì)削弱甚至破壞鋼筋與混凝土的粘結(jié)錨固作用，最終降低鋼筋混凝土構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的承載力和適用性。 銹蝕對(duì)光圓鋼筋混凝土梁粘結(jié)性能的影響機(jī)理： 1)在銹蝕率較小的時(shí)候，銹蝕使鋼筋表面出現(xiàn)銹坑，變得粗糙不平，增大鋼筋與混凝土接觸面上的摩擦系數(shù)；從而使得鋼筋與混凝土的粘結(jié)力有所提升。 2)酥松的銹蝕產(chǎn)物發(fā)生體積膨脹使周圍混凝土對(duì)鋼筋的徑向壓力增大，且隨著徑向壓力的增大，保護(hù)層逐 漸脹裂，當(dāng)脹裂至一定程度后，徑向壓力將隨鋼筋銹蝕程度的增加而開始降低；從而使得鋼筋與混凝土的粘結(jié)力有所降低。 3)鋼筋表面出現(xiàn)銹層后，如果鋼筋銹蝕率進(jìn)一步發(fā)展，則鋼筋與混凝土之間的化學(xué)膠著力和咬合力將逐漸遭到破壞，因此，由該部分提供的粘結(jié)力將隨著銹蝕程度的增加而降低乃至喪失。 銹蝕對(duì)變形鋼筋混凝土梁粘結(jié)性能的影響機(jī)理： 銹蝕鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)機(jī)理與未銹鋼筋大體相似，不同的是銹蝕改變了鋼筋受拉前的初始狀態(tài)，以及影響程度不同，具體包括以下方面：銹蝕改變了鋼筋的幾何參數(shù)，如鋼筋直徑 、肋高度等；鋼筋表面狀況改變，如摩擦系數(shù)，粘著力系數(shù)等，變形鋼筋橫肋的銹損也會(huì)降低肋鋼筋和混凝土之間的機(jī)械咬合力；由于銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹，混凝土對(duì)鋼筋的徑向壓力以及混凝土保護(hù)層的極限剩余約束力發(fā)生改變。 綜上所述，鋼筋銹蝕對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件的影響主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：對(duì)鋼筋，將減小其截面面積，使鋼筋力學(xué)性能發(fā)生改變；對(duì)混凝土，由于鋼筋銹蝕產(chǎn)物的體積膨脹，使構(gòu)件混凝土保護(hù)層縱向丌裂甚至剝落，導(dǎo)致混凝土有效面積減??；對(duì)鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)作用，由于鋼筋銹蝕后在鋼筋與混凝土的界面上生成疏松的銹蝕層，降低了鋼 筋與混凝土之間的機(jī)械咬合力。這些構(gòu)件性能的退化將導(dǎo)致鋼筋混凝土構(gòu)件破壞形式發(fā)生巨大的變化。 2． 5． 2混凝土強(qiáng)度的影響 試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)提高混凝土的強(qiáng)度時(shí)，它和鋼筋的化學(xué)粘著力和機(jī)械咬合力隨之增加，但對(duì)摩阻抗滑力的影響不大，同時(shí)，混凝土抗拉 (裂 )強(qiáng)度 ft的增大延遲了拔出試件的內(nèi)裂和劈裂應(yīng)力，提高了極限粘結(jié)強(qiáng)度和粘結(jié)剛度 2． 5． 3鋼筋外形特征的影響 至于肋的外形幾何參數(shù)，如肋高、肋寬、肋距、肋斜角等都對(duì)混凝土的咬合力有一定的影響。但也有試驗(yàn)結(jié)果表明幻 ，肋的外形變化對(duì)鋼筋的極限粘結(jié)強(qiáng)度值的 差別并不大，對(duì)滑移值的影響稍大。對(duì)不同鋼筋外形特征，光面鋼筋混凝土梁，當(dāng)銹蝕率較小時(shí) (小于 5％ )時(shí)，粘結(jié)強(qiáng)度甚至有所增加 ,導(dǎo)致平均裂縫間距有所減少。當(dāng)銹蝕率繼續(xù)增加時(shí)，粘結(jié)力降低，平均裂縫問距增加；螺紋鋼筋混凝土梁，由于鋼筋銹蝕后，其有效截面面積、有效截面周長(zhǎng)將減小，使得鋼筋與混凝土平均粘結(jié)應(yīng)力減小，從而增加了應(yīng)力傳遞長(zhǎng)度，平均裂縫間距總體趨勢(shì)是逐漸增大的。 2． 5． 4 d/p的影響 鋼筋的粘結(jié)面積與界面周界長(zhǎng)度成正比，而拉力與截面積成正比，二者之比值 (4／ d)反映鋼筋的相對(duì)粘結(jié)面積。直徑越大的鋼 筋，相對(duì)粘結(jié)面積減小，不利于極限粘結(jié)強(qiáng)度。本文包括了 18mm、 20mm、 22mm 三種不同直徑的鋼筋的對(duì)比分析。 鋼筋的外形特征對(duì)粘結(jié)強(qiáng)度有明顯影響。變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度比光面鋼筋高的多。我國(guó)試驗(yàn)的變形鋼筋的粘結(jié)強(qiáng)度約為 (～ )MPa，光面鋼筋則為(～ )MPa 2． 5． 5保護(hù)層的影響 鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度指鋼筋外皮至構(gòu)件表面的最小距離。增大保護(hù)層厚度，加強(qiáng)了外圍混凝土的抗劈裂能力，顯然能提高試件的劈裂應(yīng)力 ( )和極限粘結(jié)強(qiáng)度 ( )。但是，當(dāng)混凝土保護(hù)層的厚度 c(5～ 6)d后，試件不再發(fā)生劈裂破壞，而是鋼筋沿橫肋外圍切斷混凝土而拔出，故粘結(jié)強(qiáng)度 不再增大。 2． 5． 6其他因素的影晌 鋼筋埋長(zhǎng)： 試件中鋼筋埋的越深，則受力后的粘結(jié)應(yīng)力分布越不均勻，試件破壞時(shí)的平均粘結(jié)強(qiáng)度 與實(shí)際最大粘結(jié)應(yīng)力 的比值越小，故試驗(yàn)粘結(jié)強(qiáng)度隨埋長(zhǎng) (ｌ /d)的增加而降低。當(dāng)鋼筋的埋長(zhǎng)，ｌ /d5后，平均粘結(jié)強(qiáng)度值的折減已不大。 橫向箍筋： 梁中如果配有箍筋，可以延緩劈裂裂縫的發(fā)展或限制其寬度，阻止劈裂破壞，從而提高粘結(jié)強(qiáng)度，無箍和有箍試件的對(duì)比試驗(yàn) 表明，配箍后粘結(jié)強(qiáng)度有所增加，其增值與保護(hù)層內(nèi)的配筋率基本上成正比；配箍對(duì)保護(hù)后期粘結(jié)強(qiáng)度、改善錨筋延性有明顯作用。 另外，當(dāng)鋼筋的錨固區(qū)有側(cè)向壓力作用時(shí)，粘結(jié)強(qiáng)度也將提高。但側(cè)向壓力過大，或有側(cè)向拉力時(shí)，反而會(huì)使混凝土產(chǎn)生沿鋼筋的劈裂?？傊?，凡是對(duì)混凝土的質(zhì)量和強(qiáng)度有影響的各種因素，如混凝土制作過程中的坍落度、澆搗質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)條件、各種擾動(dòng)等，又如鋼筋在構(gòu)件中的方向是垂直 (如梁 )，或平行 (如柱 )于混凝土的澆筑方向、鋼筋在截面的頂部或底部、鋼筋離構(gòu)件表面的距離等，都對(duì)鋼筋和混凝土的粘結(jié)性能產(chǎn)生一定 的影響。 2． 6小結(jié) 詳細(xì)介紹了鋼筋混凝土粘結(jié)機(jī)理，總結(jié)了其試驗(yàn)方法。探討了鋼筋銹蝕的基本理論，描述了鋼筋銹蝕開裂的破壞過程以及破壞模式，對(duì)銹蝕鋼筋混凝土梁的裂縫間距分布以及各影響因素進(jìn)行了詳細(xì)的描述及分析。 肖禮寶 2022/12/15