不同因素下钢筋混凝土裂缝宽度与锈蚀率的关系_图文.

2015年第6期(总2∞期安徽建筑

口口 DOI:10.16330/ki.1007—7359.2015.04.083

不同因素下钢筋混凝土裂缝宽度与锈蚀率的关系 Relationship between Crack Width and Corrosion Ratio of Steel Concrete under Different Factors

鹿鸣,张同双

(山东科技大学,山东青岛266590

摘要:锈胀开裂是钢筋混凝土桥梁在腐蚀环境下最常见的灾害。试

验设计了12个钢筋混凝土构件,放入盐水中进行通电加速锈蚀。并测

得锈胀裂缝宽度。文章研究了在保护层厚度不变的情况下,不同水友

比和钢筋直径对锈胀裂缝宽度与锈蚀率之问关系的影响,对钢筋混凝

土结构耐久性设计提供一定的参考。

关键词:水灰比;钢筋直径;锈胀裂缝宽度;钢筋锈蚀率

中图分类号,TU392.2文献标识码:A

文章编号:1007—7359(201506—0192—03

0引言

钢筋混凝土锈蚀损伤耐久性问题已成为国内外广为关注

的研究热点llI,已有的评估标准认为混凝土保护层一旦开裂耐

久寿命便终结。但是大量的研究表明,混凝土保护层锈胀开裂

时钢筋的锈蚀率很小,钢筋与混凝土问的粘结性能无明显退

咎化。这时的损伤累积还不足以对结构的承载力构成威胁[231。对气。混凝土保护层锈胀开裂及开裂后的裂缝宽度扩展进行研究,在爱不破坏结构安全的情况下,通过外观检查测量,根据锈胀裂缝薹宽度与相关因素之间的关系,合理准确地进行结构耐久寿命评测估,确定维修加固措施以及基于耐久性的结构再设计,无疑具差有现实意义。

梗

未

安徽建筑

192 1试验设计

经过电化学加速腐蚀钢筋混凝土试件中的钢筋之后,使试

件表面出现不同宽度的裂缝(0.2mm、0.4mm、O.7mm以及

1.0mm,根据混凝土水灰比、钢筋直径等因素对锈蚀开裂的影

响,说明不同水灰比和钢筋直径对锈胀裂缝宽度与锈蚀率之间

关系的影响,并通过实测钢筋锈蚀率的试验结果加以完善和改

进。

1.1试验原材料

①水泥:P.0.42.5。

②石子:碎石,5~25ram连续级配。

③砂:中砂,细度模数2.6,级配良好。

④钢筋:HRB335,二级钢。

⑤其他:聚羧酸减水剂。

1.2试件尺寸

试件尺寸为300mm X 200mm X 250mm。

1.3试验过程设计

本试验中,考虑多种因素:不同水灰比、不同钢筋直径和不

同保护层厚度。混凝土水灰比分别为0.3、0.4、0.5;三种钢筋直

作者简介:鹿鸣(1989一,男,山东济,hA,山东科技大学土木工程与建

筑学院在读硕士,研究方向:结构工程。

径分别为12mm、20ram、25mm。分别考察不同混凝土表面裂缝宽度

(O.2mm、0.4mm、0.?mm、1.0rnm下钢筋锈蚀率。本试验采取的试验表如表1所示。

试验过程设计表1

根据表l,本试验共需4(4组裂缝宽度X 3(相同水灰比试件内放置3根不同钢筋直径×2(每组2个试件=24个试件。

2试验结果及分析

2.1不同水灰比下(D=12mm混凝土表面裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系

冰

一

静

督

鉴

接

骚

0.20.40.60.81.01.21.4

裂缝宽度(nm

图1不同水灰比下混凝土裹面裂缝

宽度与钢筋锈蚀率的关系(D=12mm

三种水灰比(0.3、0.4、0.5因素下,钢筋直径为12ram时。混凝土表面裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系如图1所示。

由图1可以看出,当钢筋直径为12ram时,在相同水灰比情况下,钢筋锈蚀率随着混凝土表面裂缝宽度的增大而增加。

安徽建筑 2015年第6期(总206期

以试验平均值作为讨论对象,水灰比为0.3时,当混凝土表面裂缝宽度分别为0.225mm、0。40ram、0.72ram和1.1lmm,即与初始值分别增大1.78倍、3.20倍和4.93倍时,其对应的钢筋锈蚀率分别为2.718%、3.610%、6.050%和7.905%,分别增加了1.33倍、2.23倍和2.91倍;水灰比为0.4时,当混凝土表面裂缝宽度分别为

0.255mrn、0.475mm、0.755mm和1.075mm,即与初始值分别增大1.86倍、2.96倍和4.22倍时,其对应的钢筋锈蚀率分别为3.161%、5.104%、5.454%和7.507%,分别增加了1.6l倍、 1.73倍和2.37倍;水灰比为0.5时,当混凝土表面裂缝宽度分别为0.27ram、0.425mm、0.72mm和1.26ram,即与初始值分别增大1.57倍、2.67倍和4.67倍时,其对应的钢筋锈蚀率分别为 2.886%、3.471%、5.209%和8.892%,分别增加了1.20倍、1.80倍和3.08倍。在相同控制裂缝宽度下,水灰比分别为O.3、0.4和0.5时,当混凝土表面裂缝宽度分别为0.225mm、0.255mm和 0.27mm,对应的钢筋锈

蚀率分别为2.718%、3.161%和2.886%, 钢筋锈蚀率随水灰比的加大而增加;当混凝土表面裂缝宽度分别为0.40ram、0.475mm和0.425mm,对应的钢筋锈蚀率分别为3.610%、5.104%和3.471%,钢筋锈蚀率随水灰比的加大呈先增加后减小的趋势;当混凝土表面裂缝宽度分别为0.72mm、 0.755mm和0.72mm,对应的钢筋锈蚀率分别为6.05%、5.454%和5.209%,钢筋锈蚀率随水灰比的加大而减小;当混凝土表面裂缝宽度分别为1.1lmm、1.075mm和1.26ram,对应的钢筋锈蚀率分别为7.905%、7.507%和8.892%,钢筋锈蚀率随水灰比的加大呈先减小后增加的趋势。

2.2不同水灰比下(D=20mm混凝土表面裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系

三种水灰比(0.3、0.4、0.5因素下,钢筋直径为20ram时,混凝土表面裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系如图2所示。

02040608101214

裂缝宽度(Inn

图2不同水灰比下混凝土表面裂缝

宽度与钢筋锈蚀率的关系(D--20mm

由图2可以看出,当钢筋直径为20mm时,在相同水灰比情况下,钢筋锈蚀率随着混凝土表面裂缝宽度的增大而增加。以试验平均值作为讨论对象,水灰比为0.3时,当混凝土表面裂缝宽度分别为0.26ram、0.44mm、0.76mm和1.12mm,即与初始值分别增大1.69倍、2.92倍和4.31倍时,其对应的钢筋锈蚀率分别为1.507%、

1.976%、

2.643%和

3.661%,分别增加了l-3l 倍、1.75倍和2.43倍;水灰比为0.4时,当混凝土表面裂缝宽度分别为0.28mm、0.555mm、0.81mm和1.045ram,即与初始值分别增大1.98倍、2.89倍和3.73倍时,其对应的钢筋锈蚀率分别

为1.709%、2.504%、3.278%和3.538%,分别增加了1.47倍、

1.92倍和

2.07倍;水灰比为0.5时,当混凝土表面裂缝宽度分