钢筋位置和钢筋排布对钢筋混凝土梁锈胀规律的影响

徐立¹，庞明伟²，李潇南³，陈林爽⁴

1. 国网天府新区供电公司2. 中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司3. 中核能源科技有限公司4. 四川农业大学机电学院

摘 要：钢筋混凝土结构在受到氯离子等侵蚀介质的作用后,往往会发生不同程度的钢筋锈蚀乃至保护层剥落,而这一系列腐蚀行为又受到包括荷载条件、混凝土自身性质、养护条件等众多因素的影响,并且尚未形成较为一致的理论体系。基于腐蚀电化学、断裂力学和扩展有限元相关理论,以COMSOL MULTIPHYSICS多物理场耦合软件和ABAQUS非线性力学分析软件为数值工具,综合考虑腐蚀过程中的温度传递、水分运输、氯离子运输和结合作用,着重研究了钢筋位置和钢筋排布影响下的锈胀规律。结果显示:角部钢筋不仅侵蚀效率高于中部钢筋,在去钝化水平、电化学反应及锈胀开裂上两者也存在较大差距;不同腐蚀阶段的开裂情况相差较大,在保证一定的受力性能前提下,钢筋排布方式对裂缝扩展和贯通情况造成的影响不可忽略,经过对比分析得知最危险钢筋排布方式为钢筋直径d与钢筋间距S之比d/S=0.32。

关键词：氯离子;钢筋锈蚀;钢筋位置;钢筋排布;