锈蚀钢筋与混凝土的粘结本构关系
锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究
锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究摘要：本文阐述混凝土当中锈蚀钢筋的危害，介绍了锈蚀钢筋获取方法以及粘结试验方法，提出今后一段时间当中锈蚀钢筋粘结性能研究方向与研究重点。
关键词：锈蚀钢筋；混凝土；粘结性能在钢筋混凝土结构当中，结合了钢筋与混凝土两者优点，属于世界上最常用的结构形式。
但是钢筋锈蚀之后，将会对钢筋混凝土造成极大的影响。
1.钢筋混凝土锈蚀原理混凝土当中，钢筋锈蚀很多时候属于一个电化学反应过程。
一般来说，混凝土孔隙当中充满着氢氧化钙过饱和溶液，混凝土当中含有很多的碱性物质，因此PH数值一般都在12以上。
在这样的强碱环境当中，混凝土与钢筋之间很多时候会形成钝化膜，保护好钢筋。
因此在正常情况下，钢筋不会出现锈蚀，但是钝化膜如果一旦受到破坏，在水氧充足的条件下，将会产生电化学腐蚀。
由于钢筋出现了锈蚀，一方面会导致钢筋有效横截面减少，钢筋出现脆化。
而另一方面，锈蚀产物体积膨胀还将会导致混凝土出现裂缝，进而导致混凝土承重能力和粘结作用下降，破坏共同工作的基础，进而严重影响结构安全性以及正常的使用性能。
1.钢筋混凝土中钢筋锈蚀的主要影响因素钢筋出现的锈蚀很多时候是由于阴极反应、阳极反应以及氢氧离子在水溶液当中的扩散来控制，阴极反应的主要因素是钢筋所在位置的水溶液当中氧含量，氧气的扩散过程又将会受到孔隙水饱和度、水灰比、保护层厚度等等各因素的影响。
而阳极反应的主要因素则是酸碱度、氯离子浓度、温度的影响，氢氧根离子扩散速度很多时候则是混凝土电阻抗所表示。
1.钢筋锈蚀方法锈蚀钢筋的获取途径具体来说主要有四种，第一种方式是实际工程当中拆分下的老构件作为锈蚀钢筋试件，这种方法很多时候实在室外的自然条件下开展，可以反映出工程的真实情况，与之对应，没有锈蚀的对比构件很多时候难以获得，这就给钢筋锈蚀率的计算带来了影响与难度。
其次第二种方式则是在大气环境当中使用自然裸露锈蚀的钢筋进行试件，这种方式主要针对于停建工程预留钢筋或捆绑之前的钢筋室外堆放引起的锈蚀情形。
锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能研究
锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能研究摘要】钢筋锈蚀是引起混凝土结构耐久性劣化的主要原因之一。
锈蚀使钢筋与混凝土的粘结性能发生退化，严重地降低了钢筋在混凝土结构中的作用，甚至导致混凝土结构的坍塌破坏。
研究锈蚀钢筋粘结性能的退化规律对于已建混凝土结构的耐久性评估具有重要的意义。
该文在既有研究的基础上，通过锈蚀钢筋粘结性能试验，对锈蚀钢筋的力学性能和粘结性能的退化规律进行研究。
【关键词】钢筋；锈蚀；粘结性能；耐久性Corrosion of steel and concrete properties of the bondedYang Song-rong，Sun You-tai(Zhejiang BoYu Building Co.,Ltd.ZhoushanZhejiang316000)【Abstract】Corrosion of reinforced concrete structures is caused by deterioration of the durability of one of the main reasons. Corrosion of the reinforcement and the adhesive properties of concrete degradation, seriously reducing the reinforced concrete structure in the role, and even lead to the collapse of the destruction of concrete structures. Study on Bond Behavior of Corroded Reinforced for the degradation of the law has been built to assess the durability of concrete structures isof great significance. In this paper, the existing research on the basis of the bond behavior of corroded reinforced through experiments on the mechanical properties of steel corrosion and degradation of the performance bond to study law.【Key words】reinforcement;corrosion; bondbehavior;durability1. 概述混凝土中钢筋锈蚀是十分普遍的现象，尤其是在沿海地区、工业污染地区钢筋锈蚀问题更为突出。
锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能
5（总）工程质量N (B)他山之石精品让钢筋在混凝土中快速生锈在试件上面用防水砂浆做一小池子，池子中放入氯化钠溶液，池底放一不锈钢板作阴极，混凝土中的钢筋作阳极，通直流电，如图1所示。
控制通电时间使混凝土中的钢筋锈蚀程度分别为轻、中、重三种。
钢筋锈蚀后，在钢筋保护层上会出现裂缝，对于轻度锈蚀的试件，锈蚀裂缝一出现就立即停电；对于中等锈蚀的试件，当锈蚀裂缝宽度达到0.5~1m m 后断电；对于严重锈蚀的试件，当裂缝宽度达到1~2mm 后断电。
钢筋锈蚀的深度可用法拉第定律来计算，深度可在0~0.36m m 。
锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能的污物和浮浆，再用自来水清洗干净；第二种是对老混凝土表面人工凿毛，去掉表面浮浆和部分水泥石，露出粗骨料，使表面形成凹凸不平状，增加粘结面的面积和机械咬合力；第三种是将老混凝土试块用压力机从中间劈开，用其断裂面作为粘结面。
结果表明，第二种界面抗冻融能力最好。
他们还在粘结面上抹界面剂，以增加粘结强度。
选用的界面剂有水泥砂浆界面剂、水泥净浆界面剂和水泥膨浆界面剂三种，其中以水泥砂浆图让混凝土中的钢筋快速生锈的装置图2加载波形的粘结效果最好，水泥净浆和水泥膨浆的粘结效果没有明显差异。
这是由于三种界面剂采用的水灰比均相同，加入砂子后，使砂浆稠度增加，塑性降低，硬化后的弹性模量增大，线胀系数减小的原因。
深度阅读：李平先，赵国藩，张雷顺.新老混凝土粘结面的抗冻融劈拉性能试验研究.土木工程学报，2006年第4期672007.o.111995（总）工程质量N (B)精品他山之石给生锈的钢筋加动荷载把生锈的钢筋从混凝土中拔出，但是拔出的力是动态变化的，为三角波，用动荷载拔出锈蚀钢筋的试验还很少有人做过。
其方法是加力以后，再把力释放掉，然后再加力，周而复始，而且加的力一次比一次大，如图2所示。
在荷载作用的初期，钢筋与混凝土之间的滑移量增加得较慢，随着荷载的增大，滑移量的变化速度越来越大。
每次荷载卸为0时，滑移并不回到0，而是留下了残余滑移，残余滑移随循环次数的增加越来越大。
锈蚀变形钢筋与砼的粘结性能研究
锈蚀变形钢筋与砼的粘结性能研究发布时间：2023-03-06T09:09:34.333Z 来源：《科技新时代》2022年第20期10月作者：袁钰1 [导读] 钢筋与混凝土间的粘结强度及粘结滑移本构关系是钢筋混凝土袁钰1重庆交通大学摘要：钢筋与混凝土间的粘结强度及粘结滑移本构关系是钢筋混凝土结构承载力和变形计算的重要依据。
构筑物中钢筋的锈蚀将使钢筋、混凝土的力学性能以及二者之间的粘结作用降低，危害结构安全。
因此，结合既有钢筋混凝土结构的实际工作状态，对锈蚀钢筋与混凝土在不同加载速率下的粘结破坏过程进行研究，对结构抗震性能评估及震后结构的维护和加固具有重要的理论意义和工程应用价值。
关键词：粘结性能；锈蚀钢筋；反复荷载；1 研究背景钢筋与混凝土间的粘结性能不仅关系到结构的安全，而且其本构关系还是码头等钢筋混凝土结构进行理论和数值分析的必要条件[1]。
钢筋混凝土结构在服役期间，不仅要承受静荷载的作用，而且还可能遭受地震等动荷载的影响[2]。
当锈蚀钢筋混凝土结构受到地震荷载作用时，钢筋与混凝土间的粘结性能在荷载的拉压反复作用下逐渐退化，导致钢筋混凝土间的粘结应力还未达到粘结强度，就因钢筋横肋间混凝土齿的挤压剪切破裂而提前发生破坏[3]。
虽然目前对反复荷载作用下钢筋与混凝土的粘结性能有了很深入的研究和分析，但是对钢筋锈蚀状态下的混凝土粘结性能还不够完整。
因此，结合混凝土结构的实际工作状态，研究锈蚀钢筋周围混凝土内的侧向压力对反复荷载下钢筋混凝土粘结性能的影响，为实际工程中的变形计算以及设计规范的进一步完善提供试验参考和理论依据具有重要意义。
2 锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究当钢筋发生锈蚀后，锈胀力对混凝土保护层作用力主要表现为径向挤压力和环向拉应力，其力学模型可以简化为受内压力的厚壁混凝土圆柱筒。
当锈胀力较小，混凝土保护层厚度内未产生锈胀裂缝时，可将保护层视为均匀弹性体。
当锈胀力引起的环向拉应力大于混凝土抗拉强度时，混凝土内出现锈胀裂缝。
钢筋锈蚀对混凝土结构的影响
钢筋锈蚀对混凝土结构的影响在建筑领域，混凝土结构被广泛应用于各类建筑物和基础设施中。
然而，钢筋锈蚀这一问题却给混凝土结构的安全性和耐久性带来了巨大的挑战。
钢筋锈蚀不仅会削弱结构的承载能力，还可能导致结构的过早破坏，给人们的生命和财产安全带来严重威胁。
接下来，让我们深入探讨一下钢筋锈蚀对混凝土结构的具体影响。
首先，钢筋锈蚀会导致其截面积减小。
想象一下，原本粗壮的钢筋由于锈蚀逐渐被侵蚀，其有效承载面积不断缩小。
这就如同原本能承受重物的梁柱，因为内部的支撑被削弱，承受能力自然大打折扣。
当锈蚀发展到一定程度时，钢筋所能提供的抗拉强度大幅降低，无法有效地抵抗外部荷载，从而影响整个结构的稳定性和安全性。
其次，钢筋锈蚀会改变其力学性能。
锈蚀后的钢筋，其延性和韧性都会下降。
原本具有一定弹性和变形能力的钢筋，在锈蚀后变得更加脆硬。
这意味着在受到突发的外力作用时，钢筋可能无法像正常情况下那样发生一定的变形来吸收能量，而是更容易发生突然的断裂，进而引发结构的局部甚至整体破坏。
再者，钢筋锈蚀产物的体积膨胀会对周围的混凝土产生压力。
铁锈的体积通常比原本的钢筋体积大得多，这种膨胀会在混凝土内部产生拉应力。
当这种拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会开裂。
这些裂缝不仅破坏了混凝土的整体性，还为外界有害物质的侵入提供了通道，进一步加速了钢筋的锈蚀和混凝土结构的劣化。
从结构的耐久性角度来看，钢筋锈蚀引起的混凝土开裂和剥落，使得结构暴露在更恶劣的环境中。
水分、氧气和其他腐蚀性物质更容易渗透到结构内部，加剧钢筋的锈蚀和混凝土的破坏。
长期下去，结构的使用寿命将大大缩短，需要频繁的维修和加固，增加了维护成本。
此外，钢筋锈蚀还会影响混凝土结构的粘结性能。
钢筋与混凝土之间的粘结力是保证结构协同工作的关键。
然而，锈蚀会在钢筋表面形成一层疏松的锈层，降低了钢筋与混凝土之间的摩擦力和机械咬合力，使得两者之间的粘结性能变差。
这将导致钢筋与混凝土无法有效地共同承受荷载，影响结构的整体性能。
锈蚀钢筋混凝土粘结性能
锈蚀钢筋混凝土粘结性能研究摘要：研究锈蚀后钢筋与混凝土粘结性能的退化规律，有助于对在役结构进行鉴定和耐久性分析，对钢筋混凝土结构的耐久性设计也具有一定的指导意义。
本文探讨了锈蚀钢筋混凝土的粘结性能的研究。
关键词：锈蚀；钢筋混凝土；粘结性能1钢筋与混凝土的粘结钢筋与混凝土这两种性质不同的材料之所以能有效地结合在一起共同工作，主要是由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力，从而使钢筋与混凝土之间能够实现应力传递，建立起结构承载所必需的工作应力。
钢筋只有通过与混凝土的粘结与锚固才能产生强度和延性，钢筋与混凝土之间的粘结作用是普通钢筋混凝土结构承载受力的前提，因此，钢筋混凝土结构的粘结问题，在工程实践中以及在理论研究方面都具有重大意义。
2锈蚀对钢筋混凝土粘结性能的影响影响钢筋与混凝土粘结性能的因素很多，包括箍筋设置、保护层厚度、钢筋直径、混凝土强度等等。
其中，钢筋的锈蚀是降低钢筋与混凝土之间的粘结性能的一个重要因素。
许多学者研究发现，由于碳化、氯化物侵蚀等原因导致钢筋锈蚀后，钢筋与混凝土间的粘结性能会发生变化。
2.1锈蚀钢筋混凝土的粘结性能的退化机理一般认为，钢筋与混凝土的粘结作用由三部分组成，混凝土中水泥凝胶体与钢筋表面的化学胶着力；钢筋与混凝土接触面间的摩擦力；钢筋与混凝土的机械咬合力（包括变形钢筋的表面凸出的肋及端部弯钩）。
混凝土内钢筋锈蚀在钢筋表面形成疏松的锈蚀层。
其锈蚀产物是一层结构疏松的氧化物，它包裹在钢筋表面，隔离了钢筋与混凝土表面的接触，从而降低了钢筋与混凝土之间的胶结作用，会导致试验钢筋和混凝土之间的初期粘结性能的改变。
钢筋锈蚀后其体积会增大，一般认为钢筋的锈蚀体积膨胀2～6倍，下图1是部分锈蚀产物的体积对比。
锈胀力在混凝土中产生劈裂应力，并在混凝土中产生裂缝，随着钢筋表面的进一步锈蚀，钢筋与混凝土间的粘结力将受到一定的影响。
下图2可以表示锈蚀对粘结性能的影响。
2.2锈蚀钢筋混凝土粘结性能研究的意义钢筋的锈蚀使其与混凝土的粘结性能发生退化，从而使混凝土构件的结构性能产生退化，严重影响钢筋混凝土结构的安全和正常使用。
锈蚀—钢筋混凝土粘结性能研究进展
锈蚀—钢筋混凝土粘结性能研究进展整理了目前國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。
标签：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，Kemp[5]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；Sulaimani[6]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。
Almusallam[7]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%。
Rinaldi[4]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。
锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能的读书报告
关于锈蚀钢筋与混凝土的粘结性能的读书报告混凝土结构之所以有良好的工作性能其中一个主要的原因就是钢筋与混凝土之间有较好的粘结能力。
但是由于碳化，氯离子的侵蚀等作用，钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀现象已经非常普遍。
导致两者之间粘结性能发生改变，粘结性能的变化对钢筋混凝土构件的力学性能和耐久性能影响很大,造成两者之间粘结性能发生改变的主要原因是钢筋的锈蚀。
1.混凝土与钢筋的粘结机理以及粘结性能的退化机理钢筋与混凝土之所以能够很好地组成1个整体共同工作,其中,非常基本的前提就是混凝土对钢筋有稳定良好的粘结与锚固作用。
钢筋混凝土构件浇筑完毕以后,混凝土中水泥胶体对钢筋表面氧化层渗透及其在水化过程中水泥晶体生长和硬化产生粘结力(即化学胶结力,该力较小,一般情况下为0.4 MPa～0.8 MPa,且仅在交界面无相对滑移时起作用,在粘结锚固中作用不明显)。
随着构件养护的进行,混凝土收缩产生正压应力(即握裹力),当构件受外力钢筋与混凝土界面产生相对滑移趋势时,产生阻碍滑移的粘结力(即摩阻力,其大小与正压应力、交界面的粗糙程度相关);此外还有由于钢筋表面粗糙不平而产生的机械咬合力,这3个力构成了混凝土与钢筋的粘结力。
光圆钢筋的粘结强度主要取决于摩擦力和与表面状况相关的咬合力。
轻微锈蚀的光圆钢筋粘结强度比新轧制光圆钢筋的粘结强度高。
而对于变形钢筋的粘结强度主要取决于机械咬合力，纵横肋可增强钢筋与混凝土之间的机械咬合力，提高钢筋与混凝土间的粘结力。
当钢筋锈蚀程度较小、保护层尚未锈胀开裂时，虽然化学胶着力破坏，但由于锈蚀产物的膨胀使混凝土对钢筋的约束力增强同时增加了钢筋表面的粗糙度，因此粘结强度有所增加。
随着锈蚀量增大，钢筋表面混凝土保护层逐渐胀裂，混凝土对钢筋的约束作用降低，同时钢筋与混凝土表面的摩擦力减小；严重锈蚀时，变形钢筋的横肋处大部分锈损，机械咬合力基本消失，钢筋强度不能得到充分发挥，从而降低了混凝土结构的承载能力。
锈蚀对钢筋混凝土粘结性能的影响分析
锈蚀对钢筋混凝土粘结性能的影响分析发布时间：2022-07-24T06:37:54.707Z 来源：《建筑实践》2022年41卷3月5期作者：张建张一[导读] 钢筋混凝土结构在使用的过程中，会受到多元化因素的影响张建张一北部湾大学摘要：钢筋混凝土结构在使用的过程中，会受到多元化因素的影响，容易出现锈蚀问题。
一旦出现这一问题，就会对结构的应用性能产生不良影响，甚至会引发病害问题。
在对钢筋混凝土结构的性能进行检测时，需要对锈蚀影响进行重点观察，可以通过弯曲粘结实验的开展，对影响程度进行有效的分析，并且根据相关的数据信息，制定针对性的防控措施，尽可能降低病害问题的发生几率，并且提升结构的应用性能。
本文就锈蚀对钢筋混凝土粘结性能的影响进行相关的分析和探讨。
关键词：锈蚀；钢筋混凝土；粘结性能；影响分析在进行钢筋混凝土结构建设的过程中，钢筋材料和混凝土材料的粘结性都比较好，可以通过材料的协同应用，增强结构的应用性能。
但钢筋材料在使用的过程中，会受到多元化因素的影响，会导致材料出现严重的锈蚀问题，进而导致构件的性能退化，会对结构的功能发挥和应用寿命产生不良影响。
在对相关问题进行处理的过程中，可以通过各项实验的开展，对锈蚀影响下钢筋混凝土结构的性能变化规律进行深入的把握，在此基础上制定针对性的修改措施，延长结构的应用寿命[1]。
一、锈蚀对钢筋混凝土粘结性能的影响（一）实验探究在实验室的环境下采用电加速方法缩短锈蚀问题的发生时间，可以对问题的具体发生情况进行全面的了解。
实验人员要根据设定的锈蚀率，对各项构件达到锈蚀率的通电时间进行推理，明确锈蚀率和实际锈蚀问题的差距。
为了保证各项数据信息的提取更加合理，需要对锈蚀钢筋进行除锈操作之后，对试件需要准确的称重，还要对锈蚀前后的密度变化情况进行科学的对比，从而明确实际的锈蚀率[2]。
（二）性能测定在对结构中的钢筋粘结性能进行测定的过程中，可以开展拉拔试验。
这项实验主要存在偏心拉拔和中心拉拔两种方式。
钢筋锈蚀对混凝土结构的影响
钢筋锈蚀对混凝土结构的影响摘要：钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性的主要病害之一，所以防止钢筋锈蚀对提高混凝土耐久性尤为重要。
本文阐述了混凝土中钢筋锈蚀的原理及造成的严重影响，并提出了防止钢筋锈蚀相应措施，希望对相关工程具有一定借鉴意义。
关键词：混凝土结构；钢筋锈蚀；原理与影响；措施引言结构腐蚀是影响混凝土结构耐久性、可靠性的至关重要的因素。
钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的耐久性和安全性影响极大。
混凝土结构中钢筋锈蚀源于在多种因素作用下(如碳化、氯离子侵蚀等)，钢筋原先在碱性介质中生成的钝化膜被渐渐破坏而失去保护作用，导致锈蚀生成的铁锈，其体积是被腐蚀掉的金属体积大3-4倍，使混凝土保护层沿钢筋纵向开裂。
钢筋锈蚀引起的裂缝一旦产生，钢筋锈蚀速度将大大加快，结构构件的承载力与可靠性劣化的速度大大加快，有的甚至发展到钢筋锈断，危及结构的安全。
1991年在法国召开的第二届混凝土耐久性国际学术会议上，美国加州大学Mehta教授的主题报告“混凝土耐久性50年进展”中提出，目前钢筋锈蚀已经成为钢筋混凝土构件破坏的最主要的原因。
基于此，对钢筋锈蚀对混凝土的影响研究势在必行[1-2]。
1 腐蚀原理与影响钢筋锈蚀的原因有两个方面[3]：一是钢筋保护层的碳化，其碳化的原因是混凝土不密实，抗渗性能不足。
硬化的混凝土，由于水泥水化，生成氢氧化钙，故显碱性，pH值＞12，此时钢筋表面生成一层稳定、致密、钝化的保护膜，使钢筋不生锈。
当不密实的混凝土置于空气中或含CO2环境中时，由于CO2的侵入，混凝土中的氢氧化钙与CO2反应，生成碳酸钙等物质，其碱性逐渐降低，当混凝土的pH值＜12时，钢筋的钝化膜就不稳定，当pH值＜11.5时，钢筋的钝化保护膜就遭破坏，钢筋的锈蚀便开始进行；二是氯离子的含量。
据有关试验证明，即便是pH值较高的溶液(如pH值＞13)，只要有4～6mg/L的氯离子含量，就足可以破坏钢筋的钝化膜，使钢筋失去钝化，在水和氧气的作用下导致钢筋锈蚀。
锈蚀对钢筋与混凝土粘结力的影响
2 混凝土中钢筋锈蚀的原因
混凝土的孔隙中是碱度很高的ca(OH) 饱和溶液，pH值约为12．5由 于混凝土中还含有Na20，K20少量的等盐分，实际的值可超过13。在这 样的高碱性的环境中，钢筋表面被氧化，形成一层厚为致密的水化氧化 膜，这层膜牢固地吸附在钢筋表面，使钢筋处于钝化状态，即使在有水 分和氧气的条件下钢筋也不发生锈蚀。在无杂散电流的环境中，两个因 素可以使钝化膜发生破坏：钢筋附近的混凝土中性化(混凝土碳化)；足够 浓度的cl一扩散到钢筋表面。 混凝土中的钢筋锈蚀的发生必须具备三个条件：(1)钢筋表面存在电位差， 构成腐蚀电池； (2)钢筋表面的钝化膜遭到破坏，处于活化状态； (3)钢筋表面有电化学反应和离子扩散所需要的水和氧气。脱钝后钢筋的 锈蚀是一个电化学过程：
3.混凝土中钢筋锈蚀
龚洛书和柳春圃分别研究了铁生锈后的六种产物的相对体积和相对质量， 但是，混凝土中钢筋的锈蚀产物取决于发生锈蚀区域的供氧情况和水量， 因此，铁锈产物多为混合物，其体积一般为铁的3-6倍，因此，铁锈蚀生 成铁锈的过程，由于钢筋与混凝土的接触面存在微小缝隙，当钢筋开始 锈蚀时，产生的锈蚀产物首先填充该缝隙，然后随着锈蚀产物的增加， 使得钢 筋周围的混凝土产生胀裂力，当胀裂力的分力即环向拉应力达到混凝土 的抗拉强度时，混凝土中产生裂缝，如图1(b)所示，使得大量水、氧气 和氯离子通过裂缝到达钢筋表面，使得钢筋的锈蚀速度加快，锈蚀产物 急剧增多，裂缝数量增多和宽度增大，形成恶性循环，使得建筑物的寿 命急剧降低。
5锈蚀钢筋与混凝土的粘结力
5．1在钢筋锈蚀的初期，在钢筋表面生成一层疏松的锈蚀产 物，同时向周围混凝土空隙中扩散(LiuandWeyers)，由于锈蚀产物体 积比未锈蚀钢筋的体积大很多，钢筋锈蚀产物因为体积膨胀产生的 锈蚀压力(锈胀力)使钢筋和混凝土之间的握裹力增加，从而使钢筋 和混凝土间的极限粘结强度有所上升；Mangat等认为锈蚀率不超过 1％时，粘结强度增加； 5．2随着钢筋锈蚀量的增加，锈蚀钢筋外围混凝土产生环向压 应力，环向压应力超过了混凝土抗拉强度，在钢筋与混凝土界面处 将产生径向裂缝，裂缝的开展延伸将削弱钢筋和混凝土之间的握验方法
锈蚀对钢筋与混凝土粘结性能的影响
［5］ 袁迎曙，余索，贾福萍． 锈蚀钢筋混凝土的粘结性能退化的试 验研究［J］． 工业建筑，1999（ 11） ： 47 － 50．
变形钢筋由于钢筋锈蚀，增加了混凝土对钢筋的 握裹力，当钢筋锈蚀率为 2. 1% 时，钢筋与混凝土的粘 结强度会有所增加，如图 3 所示，随着钢筋锈蚀率的增
由于光面钢筋和变形钢筋是现在钢筋混凝土结 构 最 常 用 的 钢 筋 形 式，并 且 其 表 面 形 状 不 同，文 中 通 过电化学加速锈蚀 方 法 对 钢 筋 进 行 锈 蚀，对 不 同 锈 蚀 率的钢筋与混凝土进行拔出试验，钢筋采用变形肋钢 筋和光圆钢筋两种，研 究 了 不 同 锈 蚀 率 对 不 同 钢 筋 的 粘结力的影响，为目 前 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 耐 久 性 评 估 和鉴定提供依据。 1 试验概况 1． 1 试验试件
［2］ Weyers RE． Service life modal for concrete structure in chloride environments ［J］． ACI Mater J，1998，95（ 4） ： 445 － 453．
［3］ 金伟 良，赵 羽 习． 混 凝 土 结 构 耐 久 性［M］． 北 京： 科 学 出 版 社，2002．
（ 1） 由于光面钢筋锈蚀以后，钢筋与混凝土间 的摩擦力增加，提高了其粘结强度，随着锈蚀的增加， 当混凝土保护层开裂以后，粘结力急剧降低。
（ 2） 当变形钢筋锈蚀率低于 2. 1% 时，钢筋与混 凝 土 的 粘 结 力 显 著 提 高，随 着 锈 蚀 率 的 增 加，其 粘 结 力逐渐降低。
（ 3） 光面钢筋在无锈蚀和锈蚀率较大时，均发 生钢筋拔出破坏，当钢筋锈蚀率为 4. 8% 时，发生混凝 土劈裂破坏； 而变形肋钢筋与混凝土均发生劈裂破坏。
锈蚀钢筋与混凝土的粘结本构关系
B组锈蚀试块拉拔试验现象
B组试块钢筋直径较大、混凝土保护层较厚，在拉拔试验中表现出明显
的脆性劈裂破坏特征。如图2.11所示，荷载一滑移曲线只有上升段而无下 降段，在峰值荷载处，加载端产生持续的滑移，而自由端的滑移值始终很 小，试块发生劈裂破坏，伴随有明显的劈裂声。在劈裂开的混凝土块体原 钢筋孔道内，可观察到混凝土粉末，横肋之间的混凝土有明显刮过的痕迹， 说明试块发生了典型的“刮犁式”破坏。 对于B2试块，锈胀裂缝已发展至试块表面，混凝土保护层对钢筋的握 裹力以及对内部开裂区域混凝土的约束力均降低;而试块B6内部无锈迹，且 未观察到锈胀裂缝。因此，与B6试块相比，B2试块的极限荷载值大幅下降。
坏，同时，荷载一滑移曲线无明显
下降段。
图2.3 A2试块荷载滑移曲线
锈蚀率较大的A1,A2D，A4D，A6D试块，其荷载一滑移曲线如图2.4所示。与 未锈蚀试块相比，其自由端开始发生滑动所对应的Ps值与荷载峰值Pu明显变小; 荷载超过峰值进入下降段后，试块出现第一条贯通裂缝，但仍能保持一定的承载 能力，随后裂缝迅速变宽，被裂缝分割的各块体相互脱离，承载能力完全丧失， 钢筋直接从孔洞中抽出，呈现显著的劈裂破坏特点，试块迅速破坏，其粘结刚度 较锈蚀率小的试块大。
中体积收缩，会对钢筋产生垂直于钢筋混凝土接触面的压应力，在钢筋相对 于混凝土发生滑动时，该压应力即在接触面上产生摩阻力。此种压应力越大，
钢筋与混凝土之间的接触面越粗糙，二者之间的摩阻力也越大;
③钢筋表面凹凸不平与混凝土之间产生的机械咬合作用力(咬合力)。对于光 圆钢筋而言，此种咬合力主要来自于钢筋表面自身的粗糙不平。
实验室中加速锈蚀与自然锈蚀间的相关性
• 外加电流加速锈蚀的方法 1.将钢筋混凝土构件置于大气中，部分区段掺氯盐或者外浇盐 溶液，利用预埋不锈钢筋充当阴极进行通电腐蚀。 2.将混凝土试件浸泡在溶液中，利用浸入溶液的铜片充当阴极 进行通电加速腐蚀。
钢筋锈蚀对混凝土的影响
钢筋锈蚀对混凝土的影响——钢筋腐蚀危害与对混凝土的破坏作用混凝土中钢筋锈蚀已成为世界关注的大问题钢筋锈蚀主要对商品混凝土结构造成影响存在以下几方面：1、钢筋锈蚀，导致截面积减少，从而使钢筋的力学性能下降。
对于截面积损失率达5％～10％的钢筋，其屈服强度和抗拉强度及延伸率均开始下降，对于截面积损失率大于10％，但小于60％的严重腐蚀，钢筋各项力学性能指标严重下降。
钢筋截面积损失率达60％时，构件承载能力降低到与未配筋构件相近。
2、钢筋腐蚀导致钢筋与混凝土之间的不能有效结合，不能把钢筋所受的拉伸强度有效传递给混凝土。
3、钢筋锈蚀生成腐蚀产物，其体积是基体体积的2～4倍，腐蚀产物体积膨胀对混凝土造成挤压，混凝土保护层在这种挤压力的作用下会开裂、起鼓、剥落。
混凝土保护层破坏后，使钢筋与混凝土界面结合强度迅速下降，甚至完全丧失，不但影响结构物的正常使用，甚至使建筑物遭到完全破坏。
在钢筋商品混凝土结构内，钢筋受到周围商品混凝土的保护，一般不腐蚀，但当保护层破坏或保护层厚度不足时，钢筋在一定条件下将产生腐蚀。
总的说来，由于钢筋与商品混凝土交界面上钢筋锈胀力的存在，导致商品混凝土产生顺筋裂缝，甚至使商品混凝土保护层剥落，使构件截面有效面积减小，更重要的是使钢筋与商品混凝土间粘接性能退化；同时由于钢筋锈损，其截面面积减小，延性降低,力学性能退化，使结构或构件受到不同程度的损伤。
商品混凝土中钢筋锈蚀会使构件的承载力下降，使结构的性能劣化。
钢筋锈蚀对商品混凝土粘结性能的影响钢筋与商品混凝土之间形成的铁锈层，削弱了变形钢筋与商品混凝土的胶结作用；铁锈的膨胀将导致商品混凝土开裂，降低了商品混凝土对钢筋的约束作用；钢筋变形肋锈蚀使变形钢筋与商品混凝土之间失去了机械咬合作用。
(1)商品混凝土中钢筋锈蚀的产物是一种结构疏松的氧化物，它在钢筋与商品混凝土之间形成一层疏松隔离层，明显地改变了钢筋与商品混凝土的接触表面，从而降低了钢筋与商品混凝土之间的粘结作用。
锈蚀钢筋与混凝土动态粘结性能研究共3篇
锈蚀钢筋与混凝土动态粘结性能研究共3篇锈蚀钢筋与混凝土动态粘结性能研究11. 引言钢筋混凝土是建筑工程中最为普遍的结构形式，其优点在于钢筋和混凝土的完美配合，可以实现优良的力学性能，同时还具有较好的耐久性。
然而，由于外界环境和时间的作用，钢筋和混凝土之间的粘结性能是在长期使用过程中容易受到一定的影响，例如湿度、盐分、土壤酸度等等，这些因素都会对钢筋与混凝土的粘结性能造成不同程度的影响。
因此，了解锈蚀钢筋与混凝土的动态粘结性能，对于提高结构的使用寿命和安全性具有重要的意义。
2. 锈蚀钢筋由于钢筋所处的环境和条件不同，长期使用会导致钢筋的锈蚀状况不同。
据研究表明，锈蚀是导致钢筋费力疲惫和断裂的主要原因之一，同时还会对钢筋和混凝土之间的粘结性能产生影响。
造成钢筋锈蚀的原因主要有以下几个方面：（1）氧气：氧气是导致钢筋生锈的主要原因，通常是由于钢筋表面与空气接触，从而导致了氧化反应，使其表面上生成了一定量的铁氧化物。
（2）水分：水分也是钢筋容易生锈的主要原因之一，在潮湿的环境下，钢筋表面的氧气可以很容易地与水分结合，形成了铁水化合物，从而使得钢筋表面的锈蚀程度加剧。
（3）盐分：在海洋或盐湖等地区，盐分含量较高，钢筋表面的盐分容易形成氧化物，从而导致钢筋表面的锈蚀程度不断加剧。
3. 混凝土与钢筋的粘结性能混凝土结构中的钢筋与混凝土的粘结性能通常是通过锚固长度和锚固力来考虑的，锚固长度是指在混凝土中的钢筋长度，称为混凝土中的锚固长度；锚固力是在混凝土中产生的钢筋拉应力与混凝土周围的摩擦力之和。
因此，只有在产生一定的摩擦力的情况下，钢筋才能真正发挥其拉力作用。
4. 锈蚀钢筋对混凝土粘结性能的影响钢筋表面的锈蚀程度和混凝土粘结性能之间存在相互作用的关系，当钢筋表面的锈蚀程度过严重时，会直接导致粘结性能下降。
检测发现，长期在潮湿、高温、酸性或碱性较强的环境下，钢筋表面的锈蚀速度比较快，而且常常会与混凝土周围的氯化物反应，形成难以克服的氧化物，从而严重影响钢筋与混凝土的粘结性能。
锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能
锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结性能1 引言自钢筋混凝土发明以来，由于其良好的性能故而在土木工程领域得到了广泛的应用。
但由于钢筋混凝土耐久性不足导致了很多严重的问题，这些问题日益引起人们的重视。
影响钢筋混凝土耐久性最主要的因素便是钢筋的锈蚀。
此外，它还对钢筋混凝土的粘结性能有着很大的影响。
本文在查阅大量前人研究成果的基础上，对锈蚀变形钢筋与混凝土的粘结性能的影响进行了总结和回报，加强对锈蚀钢筋与混凝土的认识。
2 从化学角度来阐述钢筋锈蚀机理由于钢筋混凝土结构中钢筋的锈蚀过程从本质上说是一个化学反应，更准确的说是电化学反应，所以从化学的角度阐述钢筋锈蚀的机理。
钢筋混凝土结构中使用的钢材主要成分是铁(Fe)，还有如C、S、Ti、Si、Mn 等元素。
自然界中，高纯度的单质铁极易发生锈蚀。
新鲜的钢筋混凝土结构中，钢筋不易发生锈蚀。
原因是混凝土孔隙水溶液含有Ca(OH)2，呈高碱性(pH可达14左右)，使得在钢筋表面形成一层致密的钝化膜以Fe3O4为主、并含有Si-O键的黑色氧化膜，即钝化膜(Passive Film)。
它能有效防止钢筋的锈蚀。
但当pH<11.5时，即混凝土空隙水溶液碱性降低时，钝化膜开始变不稳定。
当pH<9.88时，钝化膜生成困难或者已生成的逐渐破坏，从而导致钢筋的锈蚀。
造成混凝土孔隙水溶液pH值降低的原因有三种：一是混凝土的中性化，主要是碳化；二是Cl-的渗透，Cl-对混凝土结构具有很强腐蚀性。
目前，常用含有Cl-的早强剂、除冰剂，还有富含大量氯离子的海砂的不当使用；三是杂散电流的影响。
钢筋锈蚀的反应式如下式所示：阳极反应：Fe - 2e → Fe2+阴极反应：O2+ 2H2O+ 4e→ 4OH-阳极继续发生二次化学反应，反应式如下式所示：Fe2++ 2OH-→ Fe(OH)2↓4Fe(OH)2+ O2+ 2H2O → 4Fe(OH)3↓在氧气和水的存在的情况下，钢筋表面的铁原子变成离子溶于水中，从而在钢筋表面形成红色铁锈，严重时铁锈将引起混凝土开裂。
锈蚀钢筋对混凝土构件粘结强度的影响
锈蚀钢筋对混凝土构件粘结强度的影响目前在混凝土结构的施工过程中，人们更多的采用科学的混凝土施工工艺和有效的施工措施来预防混凝土产生有害裂缝，而忽视了由于钢筋锈蚀造成的混凝土粘结性能的退化。
锈蚀对钢筋与混凝土粘结性能的影响已成为混凝土结构耐久性的重要内容，本文通过钢筋混凝土结构梁式实验的研究，探讨了混凝土结构试件表面锈胀裂缝宽度和钢筋锈蚀率对极限粘结强度的影响规律。
通过传统的梁式实验，证明了钢筋混凝土梁表面纵向裂缝的产生与否及其宽度大小，并不是影响配箍构件粘结性能的本质因素，它与粘结强度的相关性均不显著，而锈蚀率对粘结性能有着重要影响，极限粘结强度随锈蚀率增加先增大后减小，然而，锈蚀率低于5%时不会低于未锈蚀钢筋混凝土构件的粘结强度。
标签：钢筋混凝土；钢筋锈蚀；粘结强度；锈蚀率1 引言钢筋混凝土结构在北京施工的项目中占有80%的比例，由于钢筋混凝土结构理论已经非常成熟，绝大多数施工企业在编制施工方案时对混凝土的有害裂缝都会采取专门的解决方案来避免。
比如，温控后浇带的设置；屋面温控筋的绑扎；以及考虑季节影响的雨季施工方案或者冬季施工方案等。
但是，对于钢筋工程，施工企业会把重点放在抗震锚固长度；钢筋搭接长度以及配箍加密区等涉及抗震、受力安全的内容上，而忽视了由于钢筋长期暴露在室外环境下而遭受锈蚀，从而影响结构构件的耐久性。
笔者在2006年刚参加工作时，龙冠润景项目8号楼正在结构施工，2007年交付使用，在使用一年后，首层7-9轴顶板的框架梁、板产生了宽度不均纵向顺筋裂缝，起初，根据总承包企业北京城建十公司的项目部人员分析，开裂的原因是由于此施工流水段混凝土早在2006年3月份施工时，由于天气回暖，在浇筑完C30混凝土时，没有及时采用保温措施，而混凝土的配方采用了冬季施工的配方，在混凝土里添加了一定比例的早强剂和减水剂，并且春天天气干燥，混凝土表面失水过快造成的混凝土的开裂，最后我公司采用化学压力灌浆法，向裂缝里注入了环氧树脂进行了结构补强。
钢筋锈蚀对钢筋混凝土构件粘结力的影响
钢筋锈蚀对钢筋混凝土构件粘结力的影响＊张国学 宋建夏(宁夏大学土木系 银川 750021)刘晓航(宁夏煤矿设计院 银川 750021) 摘 要:钢筋混凝土结构中的钢筋锈蚀发展可直接引起钢筋的体积膨胀,导致沿钢筋周围的内部压力产生并在混凝土中产生裂缝,随着钢筋表面的进一步粗糙,钢筋与混凝土间的粘结力将受到一定的影响。
通过对米兰工业大学的试验结果运用有限元方法进行模拟分析,并利用钢筋热膨胀模型成功地模拟了钢筋锈蚀对混凝土粘结力的影响,其最大荷载与试验值逼近,粘结力变化趋势亦基本一致。
关键词:钢筋混凝土 锈蚀 粘结力EFFECT OF BARS C ORR OSION ON BOND IN REINF ORCEDC ONC RETE STRUC TURESZhang Guoxue Song Jianxia(Department of Civil Engineering ,Ningxia University Yinchuan 750021)Liu Xiaohang(Ningxia Design Institute of Colliery Yinchuan 750021)Abstract :Corrosion development in reinforced concrete structures can res ult in a volume expans ion of the rustedbar w ith the surrounding concrete .T his phenomenon causes the development of internal pressures around the bar ,and concrete cracking ,and the changes of bond in the steel -concrete interaction due to the bar surface changes its roughness .This paper s imulate the related tests w hich were performed in Politecnico di M il ano by us ing FEM .The vol ume expans ion due to the development of the corrosion products is successful made equival ent to a thermal expansion of the steel elements .The final anal ytical results are close to those of the tests .Keywords :reinforced concrete corrosion bond stress＊本研究得到国家留学基金管理委员会资助。
锈蚀钢筋与混凝土的粘结本构关系共36页
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
锈蚀钢筋与混凝土的粘结本构关系
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
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影响钢筋锈蚀的因素
影响钢筋腐蚀的因素很多. 在一般大气条件下,影响钢筋腐蚀的主要因素有氯 离子、混凝土碳化、环境条件( 温度、湿度、浓度等) 、混凝土渗透性和保护层厚 度、钢筋位置与直径等. 混凝土的渗透性与其强度、孔隙率、裂缝宽度及密度有 关。
混凝土的渗透性能与钢筋腐蚀速度有直接关系. 研究表明, 裂缝分布越密, 混 凝土水灰比越大, 养护时间就越短, 强度越低, 裂缝宽度越大, 混凝土渗透性越好, 钢筋腐蚀越快.。
混凝土中氯离子侵蚀引起钢筋腐蚀速度的变化
碳化导致的腐蚀机理
• 碳化腐蚀比氯化物侵蚀发展慢. 大量的结构混凝土用在民用、工业、办公楼建 筑中, 而不是工程结构中, 因此, 只有少量的结构存在着氯离子侵蚀引起钢筋腐 蚀的危险, 大多数的钢筋混凝土结构的潜在使用寿命主要取决于碳化和钢筋增 强材料腐蚀的速率。
• 氯离子通过毛细吸附和扩散作用穿透混凝土保护层到达钢筋表面, 当钢筋表面孔溶液 中的氯离子浓度达到某临界值时, 钢筋转入活化状态, 开始腐蚀. 随着腐蚀产物的增加, 腐蚀产物体积膨胀( 为钢筋体积的2~ 6 倍[ 6] ) , 作用于周围混凝土, 裂缝开始出现, 钢 筋的腐蚀速度明显加快, 直到混凝土裂缝达到 0. 1~ 0. 5 mm, 但在保护层剥落以至钢 筋完全裸露, 失去微电池腐蚀条件时, 钢筋腐蚀速度反而会有所降低.
锈蚀钢筋与混凝土的粘结本构关系
01
影响钢筋锈蚀的因素
02
钢筋腐蚀与钢筋混凝土粘结力之间的联系
03
不同受力状态下锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结力
04
钢筋锈蚀的防治
目 录
钢筋腐蚀的机理
通常情况下, 混凝土中的高碱性溶液( pH 值一般在12以上, 约为 12. 6) 对混凝土中的钢筋起到保护作用. 钢筋在这种高碱性的环境中, 表面沉积着一层致密的水化氧化铁薄膜( F2O3￭2H2O) 而处于惰性状 态. 通常钢筋表面薄膜的破坏有两种原因: 因混凝土碳化而引起钢筋 混凝土保护层的碱度降低( pH 值可降至 9 以下) , 当混凝土 pH 值降到 11. 5 以下时, 钢筋表面的钝化薄膜就会受到破坏; 由于氯离子和氧 离子的扩散侵蚀而破坏钝化薄膜. 钝化薄膜的破坏, 失去了对钢筋的保 护作用, 若有空气( 指其中的氧气) 和水分侵入, 钢筋便开始发生腐蚀。
• 外加电流加速锈蚀的方法
1.将钢筋混凝土构件置于大气中，部分区段掺氯盐或者外浇盐 溶液，利用预埋不锈钢筋充当阴极进行通电腐蚀。
2.将混凝土试件浸泡在溶液中，利用浸入溶液的铜片充当阴极 进行通电加速腐蚀。
加速锈蚀过程图解
共同点：将拟锈蚀钢筋作为阳极，通过外加电流使其发生阳极反应， 整根钢筋外表面均产生 Fe2 + ，发生比较均匀的锈蚀。 不同点：阴极材料不同。
钢筋混凝土拉拔实验
• 百分表一——自由端（sl） • 百分表二——加载端（sf）
本试验加载速率为: A组试块2.5KN/min; B组试块 5KN/min拉拔实验装置图Fra bibliotek实验现象：
未锈蚀试块拉拔试验现象 A组A01一A03试块及B组BO1一B03试块均为未锈蚀试块。
在加载的初期，加载端滑移值Sl逐渐增大，自由端无滑移现象，自由端尚未 发生粘结破坏;当荷载持续增大至Ps时，自由端开始出现微小滑动，但在达 到极限荷载之前，自由端滑移值Sf始终很小，表明钢筋与混凝土之间的胶结 破坏和相对滑移由加载端逐渐向自由端发展;接近极限荷载Pu时，自由端滑 移速度加快;峰值荷载Pu之后，荷载逐渐减小，当达到Pr后，荷载几乎处于 不变阶段，但钢筋滑移值持续增大，钢筋与混凝土发生粘结锚固破坏，此时 荷载仅由钢筋与混凝土之间残余的摩阻力平衡。
外加电流加速锈蚀与自然锈蚀的比较
通过单调拉伸荷载下钢筋的受力性能试验结果比较发现: 两种锈蚀钢筋 的屈服荷载、极限荷载及延伸率随锈蚀率的增大皆呈现下降的趋势; 锈蚀达 到一定程度后，钢筋的屈服平台消失; 自然锈蚀的局部化特征和坑蚀引起的 应力集中导致同等锈蚀率下自然锈蚀钢筋的屈服平台退化更为明显，且结果 更为离散。通过单调荷载下锈蚀混凝土梁的受弯性能试验结果比较发现: 自 然锈蚀梁和外加电流加速锈蚀梁的破坏模式一致，但自然锈蚀条件下，锈蚀 的局部发展使梁的破坏形式对锈蚀率更为敏感。由此可知，外加电流加速锈 蚀在一定程度上可以模拟自然锈蚀。
环境因素对钢筋腐蚀也有重要影响。温度，相对湿度，环境中各种微量元素 及物质，如氯离子、氧气、自由水等含量都会有影响。
混凝土碳化和氯离子的侵蚀是影响钢筋腐蚀的两个最主要的因素。
影响钢筋锈蚀的因素
• 侵蚀机理 Cl- 是一种钢筋腐蚀活化剂, 即使在保护层不被中性化的条件下也会破坏钢 筋钝化膜而对钢筋腐蚀起加速作用. 同时, 由于 Cl- 到达钢筋表面的不均匀性, 特别是 Cl- 作用于钢筋局部区域时, 便形成大阴极小阳极腐蚀, 导致钢筋发生坑蚀. 由于坑蚀的 深度可达平均腐蚀深度的 10 倍左右, 因而危害更大. Cl- 离子的存在还增强了混凝土 的导电性, 使钢筋腐蚀容易发生. 最后, 钢筋活化后阳极区 Cl- 浓度增加以平衡 Fe2+ , 从而进一步增加腐蚀面积和腐蚀速度. 另外, 由于混凝土膨胀性腐蚀和钢筋锈蚀而产生 裂缝, 这些裂缝又成为侵蚀介质的通道, 从而进一步加剧了钢筋的腐蚀。
• 空气中二氧化碳扩散到混凝土中与水作用生成碳酸, 碳酸与水泥石中的氢氧化 钙反应生成碳酸钙,在自由水的作用下碳酸钙沉淀在混凝土中内部的孔穴中, 此 过程称为混凝土碳化. 碳化的结果可以使混凝土孔溶液的 pH 值从大于 12 降低 于 9 以下, 如果碱损失发生在钢筋附近, 就会引起钢筋钝化膜的破坏, 且在湿气 和氧的作用下, 还可以引起平行于钢筋的裂纹和混凝土崩裂. 对碳化腐蚀最敏感 的是暴露于雨水中的混凝土, 特别是在钢筋的保护层较薄或保护层质量低时更 易碳化。
自然电化学腐蚀机理
阳极：Fe 2e Fe2（氧化）
阴极：O2 2H2O 4e 4OH (还原)
Fe(OH )2
当氧气含量较少时：
6Fe(OH)2 2O2 2Fe3O4 6H2O
当氧气含量较多时：
4Fe(OH)2 O2 2H2O 4Fe(OH)3
实验室中加速锈蚀与自然锈蚀间的相关性