何文正 徐林生

摘要：為了揭示復(fù)合腐蝕環(huán)境下鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件力學(xué)性能退化規(guī)律，通過(guò)應(yīng)力-腐蝕耦合加載裝置，對(duì)荷載-干濕交替-硫酸鹽及氯鹽耦合侵蝕環(huán)境下的鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件進(jìn)行質(zhì)量變化測(cè)試和承載力退化試驗(yàn)。分析了離子濃度、干濕條件、荷載水平等因素對(duì)構(gòu)件宏觀性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：氯鹽在腐蝕初期抑制了硫酸鹽腐蝕，但是在后期顯著降低了鋼筋混凝土構(gòu)件的正截面承載力，荷載對(duì)侵蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土偏壓柱承載力劣化具有加速效應(yīng)，荷載水平與承載力退化程度呈正相關(guān)的關(guān)系。該研究成果可為隧道襯砌等地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力衰減評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)提供參考。

關(guān) 鍵 詞：混凝土耐久性;侵蝕壞境;鋼筋混凝土劣化;偏壓構(gòu)件

中圖法分類號(hào)：U451

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1001-4179（2021）09-0209-07

DOI：10.16232/j.cnki.1001-4179.2021.09.034

0 引 言

中國(guó)西部地區(qū)存在大面積鹽堿地和含石膏鹽地層，這些地區(qū)氣候環(huán)境復(fù)雜多樣，地下腐蝕性離子成分復(fù)雜。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在這類地區(qū)橋梁、隧道等工程中均有著極其廣泛的應(yīng)用，此類地區(qū)的地下結(jié)構(gòu)易遭受較為嚴(yán)重的多離子復(fù)合侵蝕和干濕循環(huán)破壞的作用[1]，長(zhǎng)期作用下會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度下降、酥松、成層剝落、鋼筋銹蝕等，從而降低結(jié)構(gòu)的整體承載能力[2-3]，對(duì)其正常運(yùn)營(yíng)的安全性帶來(lái)嚴(yán)重隱患。筆者所在課題組對(duì)重慶市、湖北省境三峽庫(kù)區(qū)范圍內(nèi)三疊系巴東組一段和三段含膏鹽地層的部分隧道進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查結(jié)果顯示：一些隧道建成運(yùn)營(yíng)僅幾年時(shí)間，硫酸鹽侵蝕導(dǎo)致的病害已經(jīng)發(fā)展得非常嚴(yán)重，如G50N重慶分界梁公路隧道（圖1）、G42譚家寨公路隧道等（圖2），迫切需要進(jìn)行維修加固才能保證正常安全運(yùn)營(yíng)，這不僅耗費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力，對(duì)線路的正常運(yùn)營(yíng)也造成了較大的干擾。因此，研究復(fù)合侵蝕環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的損傷機(jī)制及力學(xué)性能演化規(guī)律對(duì)于保證此類地區(qū)地下結(jié)構(gòu)安全性和耐久性具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

目前研究者對(duì)于多因素耦合作用下的混凝土侵蝕問(wèn)題已進(jìn)行了較多的研究。在干濕循環(huán)對(duì)硫酸鹽侵蝕的影響研究中，現(xiàn)有試驗(yàn)研究認(rèn)為干濕循環(huán)作用下的混凝土侵蝕損傷是化學(xué)反應(yīng)與物理結(jié)晶共同作用的結(jié)果[4-5]。Sahmaran等[6]研究發(fā)現(xiàn)腐蝕性離子與干濕循環(huán)耦合作用對(duì)試件的損傷劣化作用十分顯著。雷超等[7]通過(guò)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，干濕循環(huán)將加速混凝土中腐蝕性離子的擴(kuò)散和積累。文獻(xiàn)[8-9]研究了干濕循環(huán)條件下混凝土的破壞過(guò)程，研究發(fā)現(xiàn)干濕循環(huán)耦合作用下混凝土劣化程度最為嚴(yán)重，干濕循環(huán)復(fù)合侵蝕具有超疊加效應(yīng)。對(duì)于硫酸鹽侵蝕對(duì)混凝土宏觀力學(xué)性能影響的研究，目前主要集中在強(qiáng)度、彈性模量、雙軸及三軸力學(xué)行為等方面[10]。Yu等[11]詳細(xì)研究了受硫酸鹽侵蝕后混凝土構(gòu)件的抗壓強(qiáng)度和彈性模量的時(shí)變規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)混凝土抗壓強(qiáng)度和彈性模量均隨著時(shí)間的增長(zhǎng)呈先增后減的變化趨勢(shì)，這種變化規(guī)律在其他相關(guān)報(bào)導(dǎo)中也有發(fā)現(xiàn)[12-13]。Haufe等[14]研究了硫酸鹽侵蝕對(duì)混凝土抗拉強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)膠凝材料含量對(duì)抗拉強(qiáng)度影響較大。Ikumi等[15] 和Chen等[16]研究了硫酸鹽侵蝕和多軸壓縮條件下混凝土力學(xué)行為。在混凝土硫酸鹽-氯鹽復(fù)合侵蝕研究方面，學(xué)術(shù)界多認(rèn)為氯鹽具有抑制硫酸鹽腐蝕進(jìn)程的作用，硫酸根與氯離子在混凝土中擴(kuò)散短期內(nèi)起到相互抑制作用[17-18]。在硫酸鹽侵蝕問(wèn)題研究中，除了上述影響因素外，實(shí)際地下結(jié)構(gòu)還承受極大的圍巖荷載，而荷載往往是導(dǎo)致或加速混凝土損傷劣化的主要原因。曹健[19]研究了軸壓荷載與干濕循環(huán)耦合作用對(duì)混凝土長(zhǎng)期性能的影響。Yu等[20]研究了動(dòng)態(tài)彎曲載荷作用下的結(jié)構(gòu)抗彎強(qiáng)度、相對(duì)動(dòng)彈性模量和硫酸鹽含量，并用掃描電鏡（SEM）和能譜儀（EDS）對(duì)試樣的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明溶液濃度和應(yīng)力水平是影響硫酸鹽侵蝕的兩個(gè)重要的因素。刁波等[21]研究了鋼筋混凝土偏壓柱在海水中的劣化過(guò)程。

綜上所述，研究者們已經(jīng)對(duì)荷載、干濕循環(huán)、硫酸鹽及硫酸鹽-氯鹽復(fù)合侵蝕的腐蝕機(jī)理進(jìn)行了較為深入的研究，并取得有借鑒意義的成果，但是仍然存在以下問(wèn)題亟待解決。

（1）目前的研究成果基本上是針對(duì)素混凝土結(jié)構(gòu)得到的，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在荷載-干濕交替-復(fù)鹽等多場(chǎng)耦合作用下的腐蝕劣化規(guī)律研究較少。

（2）目前荷載和硫酸鹽耦合作用的研究中，大多數(shù)集中于彎曲荷載或軸壓荷載影響的研究，對(duì)偏壓荷載-腐蝕耦合作用影響的研究較少，而實(shí)際工程中地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)一般為偏壓構(gòu)件。

因此，多因素耦合作用下鋼筋混凝土腐蝕劣化規(guī)律研究還不充分，現(xiàn)有研究成果還不能作為指導(dǎo)鹽漬土和含膏鹽地區(qū)的隧道等地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及維護(hù)的理論依據(jù)。此類復(fù)合腐蝕問(wèn)題在這些地區(qū)的實(shí)際地下工程中廣泛存在，因此有必要開(kāi)展更具針對(duì)性的試驗(yàn)研究。

基于此，本文利用設(shè)計(jì)的應(yīng)力-腐蝕-干濕交替耦合試驗(yàn)裝置，通過(guò)室內(nèi)加速腐蝕試驗(yàn)，模擬鋼筋混凝土襯砌等地下結(jié)構(gòu)在實(shí)際服役過(guò)程中的復(fù)合腐蝕環(huán)境。分別研究了鋼筋混凝土試件在不同荷載水平、腐蝕離子類型和干濕條件下的宏觀性能退化規(guī)律，以期揭示復(fù)雜環(huán)境下地下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕劣化過(guò)程，明確各個(gè)因素對(duì)腐蝕環(huán)境下構(gòu)件承載力劣化程度的影響，從而為腐蝕環(huán)境下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗力衰減評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)提供參考。

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 試驗(yàn)材料及配合比

（1）水泥。采用重慶某公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽水泥PC42.5R，其各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求，水泥化學(xué)組分如表1所列。

（2）砂。采用重慶當(dāng)?shù)睾由?，?xì)度模數(shù)2.6;粗骨料采用級(jí)配碎石，最大直徑不超過(guò)10 mm，密度2 650 kg/m3。

（3）水。混凝土拌和用水為自來(lái)水，溶液配制采用蒸餾水。

（4）硫酸鈉和氯化鈉。選用的試劑為上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)AR分析純?cè)噭?，試劑純度大?9.00%。

材料配合比如表2所列。

1.2 試件制作

構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比l0/b=3.5。截面尺寸為100 mm×100 mm。采用對(duì)稱配筋，縱筋4Φ10，箍筋Φ6@50，保護(hù)層厚度20 mm。把構(gòu)件端部設(shè)計(jì)成牛腿形狀，以便于施加偏心荷載[21]。構(gòu)件配筋見(jiàn)圖3所示，試件照片如圖4所示。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 腐蝕溶液制備

根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康模戳蛩徕c、氯化鈉所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同，配制5種腐蝕溶液，S0為清水環(huán)境，作為參考組;C5、S5和S10為單一硫酸鹽或氯鹽侵蝕環(huán)境;S5C5、S10C5為硫酸鹽和氯鹽復(fù)合腐蝕環(huán)境（見(jiàn)表3）。

以上腐蝕溶液中分別考慮兩種浸泡環(huán)境，第一種是持續(xù)浸泡，第二種是干濕交替。

1.3.2 應(yīng)力-腐蝕耦合試驗(yàn)裝置

實(shí)際地下工程結(jié)構(gòu)基本上都需要承受較大荷載，對(duì)于公路隧道襯砌等結(jié)構(gòu)，其受力特征一般都是偏心受壓。為了更準(zhǔn)確模擬實(shí)際工程服役環(huán)境，課題組在對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有硫酸鹽侵蝕混凝土試驗(yàn)方法進(jìn)行對(duì)比與和分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了偏壓荷載-干濕交替-硫酸鹽-氯鹽侵蝕耦合作用下的鋼筋混凝土構(gòu)件承載力演變規(guī)律試驗(yàn)方案。項(xiàng)目組對(duì)慕儒[22]的彈簧加載裝置進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了應(yīng)力-干濕循環(huán)-腐蝕耦合試驗(yàn)裝置。試驗(yàn)裝置采用四拉桿傳力體系，拉桿和承載鋼板均采用不銹鋼，加載裝置采用定制的彈簧，用定制的加長(zhǎng)螺帽錨固，通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺帽并壓縮彈簧對(duì)試件施加荷載，并通過(guò)控制彈簧壓縮變形量來(lái)控制荷載的大小。腐蝕箱底部設(shè)置水閥，以方便實(shí)現(xiàn)干濕循環(huán)，該裝置示意圖和照片見(jiàn)圖5。持載期間，荷載偏心距取70 mm。到腐蝕齡期后，取出試件進(jìn)行正截面承載力測(cè)試。通過(guò)壓力試驗(yàn)機(jī)預(yù)先測(cè)定未腐蝕構(gòu)件在指定偏心距下的極限承載力，定義荷載水平η為裝置施加的荷載與極限承載力的比值，試驗(yàn)過(guò)程中取η=0，0.2，0.5，以模擬荷載對(duì)侵腐過(guò)程的影響。

1.3.3 試驗(yàn)方案

在對(duì)腐蝕環(huán)境、荷載水平等因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，確定鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件的硫酸鹽和硫酸鹽-氯鹽腐蝕試驗(yàn)方案，見(jiàn)表4。

為了研究干濕交替對(duì)侵蝕的加速作用，試驗(yàn)過(guò)程中設(shè)計(jì)了兩種干濕環(huán)境進(jìn)行對(duì)比：① 持續(xù)浸泡，② 浸泡7 d+自然干燥8 d。具體方法為：試件成型后，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下養(yǎng)護(hù)至28 d，將試件從標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室取出，進(jìn)行2 d的自然干燥，然后將試件全部浸沒(méi)入腐蝕溶液，為模擬一維腐蝕，用環(huán)氧樹(shù)脂將試件側(cè)面進(jìn)行涂抹封閉。對(duì)于執(zhí)行干濕交替的試件，在浸泡7 d后排出腐蝕箱的腐蝕溶液，自然干燥8 d，以此為一個(gè)循環(huán)，循環(huán)周期為半個(gè)月（執(zhí)行干濕交替的試件加前綴編號(hào)WD）。每2個(gè)月進(jìn)行一次質(zhì)量損失測(cè)量和正截面承載力測(cè)試，承載力測(cè)試照片如圖6所示。

為了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和排除混凝土自身水化導(dǎo)致的強(qiáng)度提升的影響，以清水（S0）中浸泡的試件承載力為基準(zhǔn)，引入承載力侵蝕劣化系數(shù)Ks。定義Ks為某侵蝕時(shí)刻下腐蝕溶液中受侵蝕構(gòu)件承載力與同時(shí)刻下清水中的構(gòu)件承載力之比值，即：

式中：fattck為受腐蝕的試件正截面承載力;f0為浸泡于清水中同齡期試件相應(yīng)的承載力。當(dāng)Ks大于1時(shí)，表示構(gòu)件承載力因反應(yīng)產(chǎn)物填充孔隙導(dǎo)致混凝土承載力提高，Ks小于1則表示混凝土腐蝕導(dǎo)致內(nèi)部損傷，進(jìn)入承載力劣化階段。

定義質(zhì)量變化率Km為某時(shí)刻下腐蝕溶液中受侵蝕試件質(zhì)量與試件初始質(zhì)量之比值，即：

式中：mattck為受腐蝕的試件質(zhì)量;m0為試件的初始質(zhì)量。

2 試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 混凝土質(zhì)量時(shí)變規(guī)律

質(zhì)量變化的試驗(yàn)不考慮應(yīng)力的影響，將試件分別浸泡于不同腐蝕溶液中，每2個(gè)月測(cè)定一次質(zhì)量變化情況。測(cè)試步驟為：將試件取出，在40 ℃恒溫箱中烘干48 h，等待試件自然冷卻后，用電子天平稱量其質(zhì)量，以試件初始質(zhì)量為基準(zhǔn)，計(jì)算試件的質(zhì)量變化率。測(cè)試結(jié)果如圖7～8所示。

圖7顯示了不同腐蝕溶液中持續(xù)浸泡試件的質(zhì)量變化率，圖8顯示了經(jīng)歷干濕循環(huán)的試件質(zhì)量變化率。從圖7可以看出：經(jīng)歷氯鹽溶液持續(xù)浸泡的試件，其質(zhì)量在浸泡期內(nèi)持續(xù)增加，在300 d時(shí)候達(dá)到穩(wěn)定，在第12個(gè)月時(shí)候質(zhì)量較初始時(shí)刻增加了1.1%。持續(xù)浸泡于單一硫酸鹽溶液或氯鹽-硫酸鹽復(fù)合溶液中的試件，質(zhì)量都呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)，其中浸泡于10%硫酸鈉溶液中的試件，在240 d時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量下降趨勢(shì)，較5%硫酸鈉溶液的試件質(zhì)量下降趨勢(shì)出現(xiàn)得更早。相對(duì)于單鹽溶液中的試件，硫酸鹽-氯鹽復(fù)合溶液中的試件質(zhì)量增加幅度更小，說(shuō)明氯離子的存在抑制了硫酸根離子與混凝土組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成侵蝕產(chǎn)物的過(guò)程。但是同時(shí)也可以看出，氯鹽的存在使得試件質(zhì)量后期下降的趨勢(shì)更加明顯。從圖8可見(jiàn)：經(jīng)歷干濕循環(huán)的試件，質(zhì)量變化的總體趨勢(shì)與持續(xù)浸泡的試件相似，但是質(zhì)量變化曲線的下降段出現(xiàn)得更早，說(shuō)明干濕循環(huán)加速了腐蝕過(guò)程。

單鹽侵蝕環(huán)境或者硫酸鹽-氯鹽復(fù)合侵蝕環(huán)境下，影響混凝土試件質(zhì)量變化的主要因素有2個(gè)：① 侵蝕離子與水泥的組分發(fā)生反應(yīng)生成膨脹性的侵蝕產(chǎn)物，如鈣礬石、Friedel鹽等，填充了混凝土內(nèi)部的孔隙，使得混凝土質(zhì)量增大;② 在反應(yīng)過(guò)程中氫氧化鈣和C-S-H等組分溶出和分解，或者是混凝土受侵蝕層的剝落、鋼筋銹脹等原因造成混凝土損傷和質(zhì)量下降[23]。質(zhì)量隨侵蝕時(shí)間的變化規(guī)律在一定程度上也反映了鋼筋混凝土試件受蝕損傷劣化規(guī)律。

需要注意的是：質(zhì)量變化規(guī)律雖然在一定程度上反映了鋼筋混凝土試件受腐蝕損傷劣化規(guī)律，但是腐蝕既可能使得混凝土質(zhì)量增大，又可能造成混凝土損傷和質(zhì)量下降，因此，單一的質(zhì)量變化率尚不能準(zhǔn)確和完整地反映侵蝕過(guò)程中混凝土的劣化行為，需要結(jié)合其他宏觀指標(biāo)綜合判斷試件的腐蝕情況。

2.2 無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下構(gòu)件承載力退化規(guī)律

試件達(dá)到侵蝕齡期后，從侵蝕溶液中取出試件，干燥以后，用壓力試驗(yàn)機(jī)加載，加載時(shí)取偏心距為70 mm，進(jìn)行正截面承載力測(cè)試。

利用壓力試驗(yàn)機(jī)分別測(cè)定不同腐蝕環(huán)境下鋼筋混凝土偏壓柱的正截面承載力，所得試驗(yàn)結(jié)果如圖9～10所示。

圖9顯示了單一腐蝕溶液中鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件的承載力劣化系數(shù)時(shí)變規(guī)律。可以看出，不同腐蝕作用下，承載力演化過(guò)程大致可以分為上升段和下降段兩個(gè)階段。在上升段，試件相對(duì)承載力總體上有小幅度增加，如S10溶液浸泡試件在120 d時(shí)，承載力接近未腐蝕構(gòu)件的1.05倍，同時(shí)期C5溶液浸泡下的試件為1.02。在下降段，承載力劣化系數(shù)呈階梯或波浪狀下降的趨勢(shì)，其中WD-S10試件腐蝕期間最終承載力下降幅度可達(dá)20%左右。這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是在侵蝕初期，氯離子和硫酸根離子與水泥組分反應(yīng)生成的侵蝕產(chǎn)物填充了混凝土的空隙，使得混凝土更加密實(shí)，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度有所提升，同時(shí)也提升了鋼筋與混凝土之間粘結(jié)力，故偏壓柱承載力劣化系數(shù)在侵蝕初期呈上升趨勢(shì)。

而隨著侵蝕的繼續(xù)進(jìn)行，對(duì)受硫酸鹽侵蝕的構(gòu)件，持續(xù)生成的鈣礬石或石膏在混凝土內(nèi)部形成很大的內(nèi)應(yīng)力，從而加速混凝土中裂縫的形成與擴(kuò)展，造成混凝土損傷，同時(shí)劣化了鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)力。而對(duì)于氯鹽溶液中的試件，氯鹽雖然并沒(méi)有直接劣化混凝土的強(qiáng)度，但是氯離子侵入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致鋼筋銹蝕和混凝土銹脹。

從圖中還可以看出，不同腐蝕環(huán)境下試件的承載力變化規(guī)律又表現(xiàn)出明顯的差異。硫酸鹽溶液浸泡下的試件承載力退化程度較氯鹽溶液更高。溶液濃度對(duì)承載力的影響極為顯著，隨著溶液濃度的增加，侵蝕損傷速率隨之加快，S10溶液中的試件承載力較S5溶液中的試件承載力退化更為明顯，而經(jīng)歷干濕循環(huán)的試件承載力低于持續(xù)浸泡的試件承載力，說(shuō)明干濕循環(huán)加速了腐蝕速率。

圖10顯示了氯鹽-硫酸鹽復(fù)合侵蝕環(huán)境下的構(gòu)件承載力劣化系數(shù)變化情況。對(duì)比圖9中單一腐蝕溶液中構(gòu)件的承載力時(shí)變規(guī)律可知：侵蝕環(huán)境中的氯鹽對(duì)硫酸鹽侵蝕有明顯的影響，由于腐蝕初期氯鹽抑制了硫酸鹽腐蝕作用，承載力下降段較單一硫酸鹽溶液中的試件出現(xiàn)得更晚，但是最終的承載力退化程度較單一硫酸鹽腐蝕環(huán)境中的構(gòu)件更高。分析其原因，是因?yàn)楦g初期氯離子由于比硫酸根離子更小，因此更容易進(jìn)入混凝土內(nèi)部，與混凝土組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成Friedel鹽，填塞了混凝土內(nèi)部空隙，從而阻塞硫酸根離子通過(guò)空隙系統(tǒng)進(jìn)入混凝土內(nèi)部，因此抑制了硫酸鹽侵蝕。但是在后期，混凝土因?yàn)榱蛩猁}侵蝕膨脹產(chǎn)生微裂紋后，大量氯離子進(jìn)入導(dǎo)致鋼筋產(chǎn)生銹蝕和混凝土銹脹，從而加劇了鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件承載力的劣化。此外，和單鹽溶液中的構(gòu)件承載力時(shí)變規(guī)律相似，由于干濕循環(huán)加速了腐蝕速率，經(jīng)歷干濕交替的復(fù)合腐蝕溶液中構(gòu)件承載力較持續(xù)浸泡試件更低。

2.3 荷載-干濕交替-腐蝕耦合作用下構(gòu)件承載力退化規(guī)律

采用本文設(shè)計(jì)的應(yīng)力-腐蝕耦合試驗(yàn)加載裝置，對(duì)鋼筋混凝土柱施加偏心荷載并長(zhǎng)期持載，模擬荷載-干濕交替-復(fù)鹽耦合侵蝕環(huán)境。圖11顯示了荷載-干濕循環(huán)-腐蝕耦合作用下鋼筋混凝土偏壓柱的正截面承載力變化規(guī)律?？傮w上荷載水平越高，承載力越低，即承載力退化程度與荷載水平呈正相關(guān)的關(guān)系。但各個(gè)荷載水平下構(gòu)件的承載力劣化系數(shù)又有較大差異：η=0.2時(shí)，構(gòu)件承載力劣化系數(shù)較無(wú)應(yīng)力狀態(tài)下僅有小幅下降，而η=0.5時(shí)，承載力相對(duì)于無(wú)應(yīng)力狀態(tài)則降低了15%左右?？梢?jiàn)，偏心荷載對(duì)侵蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土偏壓柱承載力劣化具有加速效應(yīng)，但是低荷載水平下（η<0.2），荷載對(duì)承載力劣化影響不明顯。分析其原因，是因?yàn)榈秃奢d水平下，混凝土受壓和受拉區(qū)并未因荷載發(fā)生開(kāi)裂，侵蝕離子的傳輸狀態(tài)并無(wú)明顯改變，但是高水平偏壓荷載作用下，構(gòu)件受拉側(cè)混凝土所受拉應(yīng)力超過(guò)了抗拉強(qiáng)度，形成了微裂縫，使混凝土更容易被侵蝕離子侵入，極大地加速了鋼筋的銹蝕和混凝土強(qiáng)度的劣化，從而顯著降低了構(gòu)件承載力。

3 結(jié) 論

本文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，研究了多因素耦合作用下鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件的劣化腐蝕過(guò)程。分別研究了不同腐蝕條件下構(gòu)件的質(zhì)量變化和正截面承載力退化規(guī)律，重點(diǎn)分析了不同應(yīng)力水平和不同腐蝕環(huán)境對(duì)偏壓構(gòu)件力學(xué)性能的影響，得出以下重要結(jié)論。

（1）混凝土強(qiáng)度降低和鋼筋銹蝕是鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件承載力下降的主要原因。

（2）氯鹽在侵蝕初期可抑制硫酸鹽腐蝕，但是在后期加劇了鋼筋銹蝕，從而顯著降低了鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件正截面承載力。

（3）偏心荷載對(duì)侵蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土偏壓柱承載力劣化、裂縫發(fā)展具有加速效應(yīng)，總體上荷載水平與鋼筋混凝土構(gòu)件承載力退化程度呈正相關(guān)的關(guān)系，但是低荷載水平下，荷載對(duì)承載力的退化效應(yīng)不明顯。

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（編輯：鄭 毅）