混凝土结构钢筋锈蚀与裂缝扩展时变模型研究

钢筋锈蚀造成的钢筋混凝土结构耐久性退化问题已成为耐久性研究领域的重点研究问题，但目前主要研究成果仍主要集中于没有裂缝的混凝土构件。对于使用期间带裂缝或钢筋锈蚀产生顺筋裂缝的构件，其裂缝的扩展和钢筋的锈蚀是一个交互作用、加速发展的动态过程。本课题针对这一过程，以金属腐蚀电化学基本理论和混凝土断裂力学为基础，利用人工气候环境实验室模拟自然气候环境，通过扫描电镜、X衍射、热重分析等微观分析仪器测试混凝土裂缝特征与钢筋锈蚀产物主要成分及其在裂缝区域的分布规律，从而确定混凝土裂缝扩展与钢筋锈蚀交互作用的发展规律；再利用数值模拟等手段，建立混凝土裂缝区钢筋锈蚀和裂缝扩展的时变模型。在此基础上，针对裂缝区域钢筋锈蚀和裂缝扩展的特点，提出工程结构是否需要加固修复的判据，并探索经济合理的结构修复技术，为实际工程结构中混凝土裂缝区域钢筋锈蚀速率预计、结构剩余寿命预测以及选择合理的维修加固技术提供科学的依据。