钢筋混凝土结构因耐久性问题而提前失效的情况屡有发生,其中钢筋锈蚀是主要原因之一。随着钢筋锈蚀加剧,体积膨胀的锈蚀产物会挤压混凝土并使之锈胀开裂。锈胀裂缝的出现不但造成混凝土劣化损伤,而且会促进外界不利介质向内侵蚀,加速钢筋锈蚀进程。由此可见,纵筋锈蚀到混凝土锈胀开裂的过程是结构耐久性研究的关键阶段,对评估结构服役性能和残余寿命有重要意义。本文将以此为研究主线,以试验观测为主要研究手段,对不同锈蚀方式的混凝土梁构件开展研究,深入分析纵筋锈蚀形态、混凝土内部锈裂开展规律,本文的主要研究内容如下:(1)采用在沿海环境中自然锈蚀40余年的既有混凝土梁,通过切割制样、电镜扫描观测的手段,观察了纵筋截面的蚀坑分布规律,区分了两类蚀坑形态的差异。基于所测量的蚀坑深度变化,建立了蚀坑形态模型,由此计算分析了蚀坑宽度和深度在不同纵筋锈蚀率下的演变趋势。以最大坑蚀深度和平均锈蚀深度为坑蚀系数,根据不同的蚀坑形态,给出坑蚀系数的取值范围。(2)对两种荷载等级的试验梁分别进行干湿循环和通电加速锈蚀,试验后破形取出纵筋进行三维激光扫描,得到锈蚀纵筋残余截面积沿纵向的分布情况。对比不同锈蚀方式、不同荷载等级下纵筋锈蚀分布形态差异,明确锈蚀方式和荷载等级的影响。沿用高斯分布建立纵筋的纵向非均匀锈蚀分布模型,完善了模型参数的物理意义。同时结合荷载裂缝位置和宽度数据,讨论了荷载裂缝与纵筋锈蚀形态的相关性。(3)对配有箍筋的试验梁进行切片,采用光学扫描的方式观察了混凝土内部的锈胀裂缝形态和分布,明确了箍筋配置对混凝土内部锈胀形态的影响。测量各条锈胀裂缝沿长度方向上的宽度变化,深入分析了不同锈蚀方式、不同荷载等级的试样中锈胀裂缝总面积、锈胀裂缝数量和主裂缝面积的差异。重新定义了配箍混凝土的表面锈裂时刻,给出对应的纵筋锈蚀率和锈胀裂缝开展情况。