1 引言
據統計，鋼筋銹蝕已成為導致混凝土結構耐久性失效的首要原因，而沿海地區的混凝土結構長期處于荷載和氯鹽的雙重作用下，由于這些混凝土結構通常是帶裂縫工作狀態，這為氯離子侵蝕鋼筋提供了便利條件，進而造成混凝土結構一系列劣化。對處于正常使用階段的鋼筋混凝土結構，研究其在使用荷載與腐蝕環境共同作用下的劣化性能，可以為處于腐蝕環境下鋼筋混凝土結構的剩余使用壽命預測提供依據。
已有的荷載和氯鹽腐蝕耦合作用下鋼筋混凝土結構的試驗大多是對鋼筋進行電化學加速銹蝕，研究了構件撓度隨時間的變化規律以及鋼筋銹蝕率與剩余承載力的關系，而對裂縫隨時間的發展規律研究相對較少。本文利用自行設計的一套配重反向加載試驗方法實現了混凝土梁在持續荷載和氯鹽侵蝕的耦合作用，研究了在自然腐蝕下梁劣化過程中撓度、裂縫等的變化規律。
2 試驗概況
2.1 試件設計與制作
鋼筋混凝土梁尺寸為 120mm×150mm×2100mm，配筋及尺寸如圖 1 所示?？v向受拉鋼筋采用 HRB400，屈服強度為 380MPa，受壓鋼筋和箍筋采用 HRB335，箍筋保護層厚度為 15mm?；炷猎O計強度 C30，水泥使用北京金隅生產的 P·O42.5 普通硅酸鹽水泥；天然河砂，顆粒級配良好；碎石粒徑為 5～25mm，連續級配；減水劑為聚羧酸減水劑?；炷僚浜媳燃翱箟簭姸攘杏诒?1?！緢D1.表1】
試驗共制作了6根梁，其中①②號兩根梁為對比梁，用于確定極限承載力，③④號梁的使用荷載為70%的極限荷載，⑤⑥號梁的使用荷載為50%的極限荷載。
2.2 恒載-腐蝕方案
由于恒載-腐蝕耦合作用的加載試驗裝置復雜、成本高，關于恒載和環境耦合作用下混凝土性能損傷劣化過程的試驗研究相對滯后。試驗中通常采用的加載方法有千斤頂式、彈簧式、配重式、杠桿式等。
千斤頂式不能保證持續恒載，需要對其補載；彈簧式和杠杠式設計復雜且對于測定構件撓度和觀察試驗現象不便；配重式能保證持續恒載，但存在需要空間過大等缺點。在鋼筋腐蝕方面大多采用通電加速的方法，使鋼筋快速腐蝕，不能反映長期自然條件下的真實情況。
本文設計了如圖 2 所示的恒載-腐蝕耦合作用的試驗方案。采用混凝土配重塊加載，重量可根據設計的荷載自行調整，試驗梁采用反向加載方法，梁的受拉區位于上部，便于觀測試驗過程中裂縫的發生和發展。
在梁純彎段粘有機玻璃槽。在配重加載處、支座處和跨中布置百分表?！緢D2】
2.3 加載與腐蝕試驗
首先對①②梁進行承載力破壞試驗，測得的平均極限荷載為 31kN,取極限荷載的 70%和 50%對梁進行恒載腐蝕試驗。
試驗采用如圖2 所示配重反向加載的方式，首先將配重塊放到指定位置用千斤頂支起距地面一定距離，然后把試驗梁按設計要求反向放置到指定位置，并將配重塊通過螺栓桿連接到試件上\\(梁不受力\\)，將測定位移的百分表固定好，控制配重下的千斤頂使配重緩慢下降直到完全加載到試驗梁上。用環氧樹脂在梁上粘有機玻璃槽，并且用玻璃膠四周密封，槽中放質量分數為 3.5%的 NaCl 溶液進行腐蝕。
試驗周期為 90 天，試驗過程中每隔 5 天記錄一次梁的位移增長情況；45 天記錄一次梁的裂縫發展情況；15 天用 SW-3C 鋼筋銹蝕檢測儀記錄一次梁的腐蝕電位?！緢D3略】
3 試驗結果分析
3.1 撓度發展規律
易偉建驗證了在準長期荷載作用下有氯鹽腐蝕和不腐蝕的梁撓度有明顯區別，無氯鹽腐蝕的撓度緩慢均勻發展,逐漸趨于平穩,撓度增長幅度隨時間增長而減??；有氯鹽腐蝕的撓度在整個試驗過程中持續增長,并且其增長速率逐漸增大。本試驗梁在初始加載后每根梁的撓度隨時間增長的趨勢平穩且基本呈線性增長規律，并且 70%極限荷載和 50%極限荷載的梁增長幅度也大體相同，說明從 50%極限荷載增大到 70%極限荷載并沒有出現梁撓度明顯增長變快的現象?！緢D4】
3.2 裂縫開展情況
每根梁初始加載后在 500mm 內的純彎段均勻出現了 7、8 條橫向裂縫，裂縫最大基本都在跨中或跨中附近，70%極限荷載的最大裂縫為 0.15mm 左右，其余裂縫 0.1mm 左右。50%極限荷載的各處裂縫最大為0.12mm 其余 0.8mm 左右。目前各梁裂縫都有所發展,70%極限荷載的最大裂縫在 0.25mm 左右，剩下各處有小幅增長，50%極限荷載最大裂縫在 0.2mm 左右，其余裂縫也有小幅增長。下面以 70%極限荷載的③號梁和 50%極限荷載的⑤號梁為例畫出了梁裂縫分布與發展圖，如圖 5 所示?！緢D5】
3.3 腐蝕電位
從加載初期腐蝕開始和后幾次測得70%極限荷載梁和50%極限荷載梁的純彎段腐蝕電位大多都在-550左右\\(通過測定構件表面的半電位,可以相對確定構件中鋼筋是否腐蝕及腐蝕程度的大小。注：電位大于-200 發生銹蝕的概率小于 10%，鋼筋未銹蝕；-200～-350 銹蝕狀態不明確；小于-350 發生銹蝕的概率大于90%，全面銹蝕\\)說明每根梁都在全面銹蝕。但是隨著時間的增長每根梁的腐蝕電位沒有增大且 70%極限荷載的腐蝕電位沒有比 50%極限荷載的腐蝕電位高，這也和前面梁的撓度增長規律比較一致。
4 結論
\\(1\\) 本文設計了一種在長期恒載作用下進行氯離子侵蝕試驗的方法,采用該方法荷載穩定，裂縫易于觀察，此試驗中使混凝土的氯離子侵蝕試驗更吻合于實際工作狀況,試驗結果更有意義。
\\(2\\) 90 天內的梁在恒載自然腐蝕下尚處于腐蝕初期階段，梁的撓度增長比較平穩還沒出現增長變快的的現象\\(3\\) 90 天內的梁在恒載自然腐蝕下裂縫開展在慢慢變大，但是還沒有出現沿縱筋方向的銹脹裂縫。
\\(4\\) 90 天內的梁在恒載自然腐蝕下腐蝕電位保持在-550 左右，說明梁中鋼筋腐蝕速率穩定。
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