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【摘要】整理了目前國内外关于锈蚀钢筋混凝土粘结性能的研究，介绍了不同学者的研究内容，为以后进行这方面研究的学者提供了一定的参考。
【关键词】钢筋锈蚀；粘结性能
钢筋混凝土结构目前在世界范围内依然是很多工程的首选结构，这是由其诸多优良的性能决定的，其中最重要的就是钢筋和混凝土之间优秀的粘结能力，正是因为它的存在才使得两者协同工作成为了可能。混凝土结构的多孔性决定了它不能有效的阻隔有害离子进入，这些离子进入混凝土后接触到刚筋发生一系列化学反应导致钢筋生锈。钢筋锈蚀不仅引起自身截面损失和力学性能退化，且锈蚀产物的体积膨胀为原来的2-4倍[1-4]，锈蚀产物不断堆积对混凝土保护层产生向外的挤压力从而导致保护层开裂，严重的危害了钢筋混凝土结构的安全，特别是一些与水有接触的构件安全隐患严重如图1。目前国内外学者对于这方面已经进行了大量的研究，很有必要对目前的研究进行整理以便于开展更加符合实际工程的研究。
1、锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的研究现状
目前国内外的学者已进行了很多关于锈蚀钢筋-混凝土界面粘结性能的研究，Kemp[5]等人对锈蚀程度不同的RC构件进行粘结性能试验，认为在一定范围内的锈蚀对粘结性能是有利的，不会对试件的承载能力造成很大危害；Sulaimani[6]等人试验研究了锈蚀率对钢筋-混凝土粘结性能的影响，发现较小的锈蚀率（小于1%）对钢筋-混凝土的粘结性能是有利的，但随着锈蚀率的增加，粘结性能出现将出现显著的退化；也就是说钢筋的锈蚀率存在一个阈值，当锈蚀率超越该阈值后将破坏钢筋-混凝土的粘结性能。Almusallam[7]等人通过对系列试验数据分析提出这个锈蚀率的阈值小于4%。Rinaldi[4]等人进行更小锈蚀率下的钢筋-混凝土粘结试验研究，认为对粘结性能有利的锈蚀率阈值应为0.6%。可见现有研究共识是虽然微小的锈蚀率对粘结性能有利，但锈蚀率超越一定阈值后，钢筋-混凝土的粘结性能将发生显著退化。国内方面袁迎曙[8]等人对不同锈蚀率试件的粘结滑移曲线进行了研究并给出了退化模型。王小惠[9]利用弹性力学相关知识，理论上推导了锈蚀钢筋-混凝土粘结强度模型。Fu[10]等人通过研究给出了影响锈蚀RC构件钢筋-混凝土粘结性能的因素包括：锈蚀程度、保护层厚度、钢筋直径等，而实际工程中是存在环向约束的，那么研究环向约束对于RC构件锈蚀后粘结性能的影响是很有必要的。
2、环向约束下锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的研究现状
目前学者对于有环向约束的RC锈蚀构件也进行了一些研究，Lee[11]等人研究了箍筋约束对锈蚀钢筋-混凝土粘结性能的影响，发现箍筋约束使试件的破坏模式由混凝土脆性劈裂破坏变为了钢筋延性拔出；Fang[12]等人研究发现箍筋约束对锈蚀光圆钢筋-混凝土的粘结性能的改善要优于对锈蚀带肋钢筋-混凝土粘结性能的改善。另外目前碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastics， CFRP）普遍应用于结构修补和加固，其对结构的也产生了环向约束力。Soudki[13]等人对CFRP约束下锈蚀钢筋-混凝土粘结试件进行拔出试验，研究结果发现CFRP约束有效提升了锈蚀钢筋-混凝土的粘结强度，提高幅度与混凝土保护层厚度有关，且混凝土保护层厚度越小提升效果更显著；Papakonstantinou[14]等人研究了CFRP約束水平对锈蚀钢筋-混凝土粘结性能的影响，研究表明CFRP约束对高锈蚀率的钢筋-混凝土粘结强度的提升效果更加明显，有效地抑制了因钢筋锈蚀而引起的粘结强度的退化，且CFRP约束水平对粘结试件的延性提升要显著地优于对粘结强度的提升；代晓东[15]等人分别采用先加固后锈蚀、先锈后加固和直接锈蚀等方法研究了碳纤维加固对粘结性能的影响，得出CFRP加固可以显著提高两者粘结性能；邓宗才[16]等人考虑保护层厚度、钢筋种类以及CFRP约束等因素进行了拉拔试验，发现CFRP约束会使的RC构件粘结破坏模式发生转变，且两者的粘结性能有显著提高；张伟平[17]等人也通过试验研究得出了CFRP约束可以提高锈蚀钢筋-混凝土界面的粘结性能；张军[18]细致的研究了不同锈蚀率有无CFRP作为环向约束试件的粘结强度变化，发现CFRP可以很大程度上提升锈蚀率对于试件有利的范围。宋照桦[19]研究了持载用作对于锈蚀钢筋混凝土结构的影响，发现有无CFRP约束呈现出不同的规律：约束下持载锈蚀对粘结强度是有利的，没有约束时则是有害的。结构承受的荷载往往以动荷载为主，而动荷载对结构的影响显然与静荷载不同，在结构设计中尤其是抗震设计关于动荷载如何影响结构是十分重要的一部分。
3、锈蚀钢筋与混凝土动力粘结特性研究现状
目前国内外有一些学者对于这方面进行了研究，方从启[20]对RC试件进行了钢筋锈蚀对粘结性能的影响，得出了循环加载这种加载方式下的粘结-滑移曲线，指出较小的锈蚀率有助于减小反复荷载作用下的粘结损失的幅度；Kivel[21]等人对不同钢筋锈蚀率的RC试件进行了循环加载，得出不同锈蚀率下变幅循环粘结滑移曲线，并以Eligehausen[22]的模型为基础建立了考虑不同锈蚀率的有约束试件循环加载模型；Yankdevsky[23]等也曾提出了一个关于反复荷载下的粘结-滑移关系的数学模型；Alavi-Fard[24]等人研究了加载历史、约束、钢筋直径在循环加载下的影响，发现循环位移的增加会损失更多的粘结强度、循环荷载并不影响粘结强度只要循环位移小于静力加载最大荷载位移；杨淑雁[25]等人提出低周反复荷载下，不同锈蚀率RC构件考虑循环裂化的粘结滑移模型；周海俊[26，27]等人研究了有箍筋约束试件在循环荷载作用下，不同钢筋锈蚀率对于钢筋混凝土粘结性能的影响，发现锈蚀率对卸载刚度、循环耗能等都有影响。可以发现学者对于这方面的研究主要集中在锈蚀率这方面，也有学者对约束的影响进行了研究，而结构往往是承受着荷载发生钢筋锈蚀，持载对结构动力性能又有怎样的影响是很值得研究的。 4、展望
目前国内外对于锈蚀钢筋对结构的影响已进行了诸多因素的研究，CFRP作为一种新型材料对于结构的改善有着显著的作用，而进一步研究持载锈蚀如何影响CFRP加固结构动力粘结性能，其研究结果可以作为评估与改善在役钢筋混凝土结构长期性能的科学依据，同时也可作为分析FRP加固在役混凝土结构的理论基础。
参考文献：
[1] F.J. Molina， C. Alonso， C. Andrade， Cover cracking as a function of rebar corrosion： part 2 – Numerberical model， Materials and Structures，1993，26：532–548.
[2] K. Lundgren， Modeling the effect of corrosion on bond in reinforced concrete，Magazine of Concrete Research，2002，54 （3）：165–173.
[3] Yuxi Zhao ， Haiyang Ren， Hong Dai， Weiliang Jin. Composition and expansion coefficient of rust based on X-ray diffraction and thermal analysis[J]. Corrosion Science ，2011，53 （5）：1646–1658.
[4] Simona Coccia Stefania Imperatore Zila Rinaldi. Influence of corrosion on the bond strength of steel rebars in concrete[J]. Materials and Strectueres， 2016， 49 （1-2）：537-551.
[5] EL.Kemp，WJ .Wilhelm. Investigation of the Parameters Influencing Bond Cracking[J]. ACI Journal Proceedings， 1979， 36（3）： 300-310.
[6] GJ Al-Sulaimani， M Kaleemullah， IA Basunbul， Rasheeduzzafar. Influence of Corrosion and Cracking on Bond Behavior and Strength of Reinforced Concrete members[J]. ACI Structural Journal， 1990， 87（2）： 125-134.
[7] AA Almusallam，AS Al-Gahtani，AR Aziz，Rasheeduzzafar. Effect of reinforcement corrosion on bond strength[J]. Construction and Building Materials，1996，10（2）：123-129.
[8]袁迎曙，贾福萍，蔡跃.锈蚀钢筋混凝土梁的结构性能退化模型[J].土木工程学报，2001（03）：47-52.
[9] 王小惠. 锈蚀钢筋混凝土梁的承载能力[D]. 上海交通大学固体力学， 2004.
[10] X Fu，DDL Chung. Effect of corrosion on the bond between concrete and steel rebar[J]. Cement and Concrete Research， 1997，27（12）：1811-1815.
[11] HS Lee，T Noguchi，F Tomosawa， Tomosawa F.Evaluation of the bond properties between concrete and reinforcement as a function of the degree of reinforcement corrosion[J]. Cem Concr Res，2002，32（8）：1313–1318
[12] C Fang，K Lundgren，L Chen，C Zhu. Corrosion influence on bond in reinforced concrete[J]. Cement and Concrete Research，2004，34（11）：2159–67.
[13] K Soudki， T Sherwood. Bond Behavior of Corroded Steel Reinforcement in ConcreteWrapped with Carbon Fiber Reinforced Polymer Sheets[J]. Journal of Materials in CivilEngineering， 2003， 15（4）： 358-370.
[14] CG Papakonstantinou，PN Balaguru，Y Auyeung. Influence of FRP confinement on bond behavior of corroded steel reinforcement[J]. Cement & Concrete Composites，2011，33（5）：611-621.
[15]代曉東，寇新建.碳纤维布加固锈蚀钢筋与混凝土黏结力试验研究[J].混凝土，2012（10）：36-38. [16]邓宗才，万操，李建辉.FRP加固对腐蚀钢筋与混凝土黏结性能的影响[J].公路，2010，12（5）：32.
[17] W Zhang，W Cui，X Gu，X Wang. Confining effects of carbon fiber composite sheets on bond behavior between corroded steel bars and concrete[J]. Journal of Building Structures， 2009，5：23.
[18]张军.CFRP约束锈蚀RC柱的锈胀裂缝发展与粘结性能研究.哈尔滨工业大学，2013.
[19]宋照桦.环向约束和持载下锈蚀钢筋混凝土锈胀和粘结性能研究.哈尔滨工业大学，2014.
[20]方从启.腐蚀对反复荷载下钢筋与混凝土粘结性能的影响[J].工业建筑.2005，35（12）：15～22.
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[22] R Eligehausen，EP Popov，VV Bertero，VV Bertero. Local Bond stress slip relationship of deformed bars under generalized excitations[J]. Earthquake Engineering Research Centre.1983
[23] DZ Yankelevsky，MA Adin，DN Farhey， Daniel N F. Mathematical Model for Bong-slip Behavior under Cyclic loading. ACI Structural Journal， 1992， 89（6）：692～698.
[24] M Alavifard，H Marzouk. Bond behavior of high strength concrete under reversed pull-out cyclic loading. Canadian Journal of Civil Engineering，2011，，29（2）：191-200.
[25]楊淑雁.往復荷载下锈蚀钢筋混凝土粘结滑移劣化模型[J].上海交通大学学报，2012，42（10）：1581～1586.
[26] Haijun Zhou， Jinlong Lu， Xi Xv， Biqing Dong， Feng Xing. Effects of stirrup corrosion on bond–slip performance of reinforcing steel in concrete： An experimental study[J]. Construction and Building Materials，2015，93：257～266.
[27] Haijun Zhou， Jinlong Lu， Xi Xv， Yingwu Zhou and Feng Xing. Experimental study of bond-slip performance of corroded reinforced concrete under cyclic loading[J]. Advances in Mechanical Engineering，2015，7（3）：1～10.
作者简介：
党雷俊（1991-），男，硕士生，主要从事CFRP约束锈蚀RC构件粘结性能研究。
基金项目：
深圳市战略新兴产业发展专项资金（项目号：JCYJ20150828155800601）
【关键词】钢筋锈蚀；粘结性能
钢筋混凝土结构目前在世界范围内依然是很多工程的首选结构，这是由其诸多优良的性能决定的，其中最重要的就是钢筋和混凝土之间优秀的粘结能力，正是因为它的存在才使得两者协同工作成为了可能。混凝土结构的多孔性决定了它不能有效的阻隔有害离子进入，这些离子进入混凝土后接触到刚筋发生一系列化学反应导致钢筋生锈。钢筋锈蚀不仅引起自身截面损失和力学性能退化，且锈蚀产物的体积膨胀为原来的2-4倍[1-4]，锈蚀产物不断堆积对混凝土保护层产生向外的挤压力从而导致保护层开裂，严重的危害了钢筋混凝土结构的安全，特别是一些与水有接触的构件安全隐患严重如图1。目前国内外学者对于这方面已经进行了大量的研究，很有必要对目前的研究进行整理以便于开展更加符合实际工程的研究。
1、锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的研究现状
目前国内外的学者已进行了很多关于锈蚀钢筋-混凝土界面粘结性能的研究，Kemp[5]等人对锈蚀程度不同的RC构件进行粘结性能试验，认为在一定范围内的锈蚀对粘结性能是有利的，不会对试件的承载能力造成很大危害；Sulaimani[6]等人试验研究了锈蚀率对钢筋-混凝土粘结性能的影响，发现较小的锈蚀率（小于1%）对钢筋-混凝土的粘结性能是有利的，但随着锈蚀率的增加，粘结性能出现将出现显著的退化；也就是说钢筋的锈蚀率存在一个阈值，当锈蚀率超越该阈值后将破坏钢筋-混凝土的粘结性能。Almusallam[7]等人通过对系列试验数据分析提出这个锈蚀率的阈值小于4%。Rinaldi[4]等人进行更小锈蚀率下的钢筋-混凝土粘结试验研究，认为对粘结性能有利的锈蚀率阈值应为0.6%。可见现有研究共识是虽然微小的锈蚀率对粘结性能有利，但锈蚀率超越一定阈值后，钢筋-混凝土的粘结性能将发生显著退化。国内方面袁迎曙[8]等人对不同锈蚀率试件的粘结滑移曲线进行了研究并给出了退化模型。王小惠[9]利用弹性力学相关知识，理论上推导了锈蚀钢筋-混凝土粘结强度模型。Fu[10]等人通过研究给出了影响锈蚀RC构件钢筋-混凝土粘结性能的因素包括：锈蚀程度、保护层厚度、钢筋直径等，而实际工程中是存在环向约束的，那么研究环向约束对于RC构件锈蚀后粘结性能的影响是很有必要的。
2、环向约束下锈蚀钢筋与混凝土粘结性能的研究现状
目前学者对于有环向约束的RC锈蚀构件也进行了一些研究，Lee[11]等人研究了箍筋约束对锈蚀钢筋-混凝土粘结性能的影响，发现箍筋约束使试件的破坏模式由混凝土脆性劈裂破坏变为了钢筋延性拔出；Fang[12]等人研究发现箍筋约束对锈蚀光圆钢筋-混凝土的粘结性能的改善要优于对锈蚀带肋钢筋-混凝土粘结性能的改善。另外目前碳纤维增强复合材料（Carbon Fiber Reinforced Plastics， CFRP）普遍应用于结构修补和加固，其对结构的也产生了环向约束力。Soudki[13]等人对CFRP约束下锈蚀钢筋-混凝土粘结试件进行拔出试验，研究结果发现CFRP约束有效提升了锈蚀钢筋-混凝土的粘结强度，提高幅度与混凝土保护层厚度有关，且混凝土保护层厚度越小提升效果更显著；Papakonstantinou[14]等人研究了CFRP約束水平对锈蚀钢筋-混凝土粘结性能的影响，研究表明CFRP约束对高锈蚀率的钢筋-混凝土粘结强度的提升效果更加明显，有效地抑制了因钢筋锈蚀而引起的粘结强度的退化，且CFRP约束水平对粘结试件的延性提升要显著地优于对粘结强度的提升；代晓东[15]等人分别采用先加固后锈蚀、先锈后加固和直接锈蚀等方法研究了碳纤维加固对粘结性能的影响，得出CFRP加固可以显著提高两者粘结性能；邓宗才[16]等人考虑保护层厚度、钢筋种类以及CFRP约束等因素进行了拉拔试验，发现CFRP约束会使的RC构件粘结破坏模式发生转变，且两者的粘结性能有显著提高；张伟平[17]等人也通过试验研究得出了CFRP约束可以提高锈蚀钢筋-混凝土界面的粘结性能；张军[18]细致的研究了不同锈蚀率有无CFRP作为环向约束试件的粘结强度变化，发现CFRP可以很大程度上提升锈蚀率对于试件有利的范围。宋照桦[19]研究了持载用作对于锈蚀钢筋混凝土结构的影响，发现有无CFRP约束呈现出不同的规律：约束下持载锈蚀对粘结强度是有利的，没有约束时则是有害的。结构承受的荷载往往以动荷载为主，而动荷载对结构的影响显然与静荷载不同，在结构设计中尤其是抗震设计关于动荷载如何影响结构是十分重要的一部分。
3、锈蚀钢筋与混凝土动力粘结特性研究现状
目前国内外有一些学者对于这方面进行了研究，方从启[20]对RC试件进行了钢筋锈蚀对粘结性能的影响，得出了循环加载这种加载方式下的粘结-滑移曲线，指出较小的锈蚀率有助于减小反复荷载作用下的粘结损失的幅度；Kivel[21]等人对不同钢筋锈蚀率的RC试件进行了循环加载，得出不同锈蚀率下变幅循环粘结滑移曲线，并以Eligehausen[22]的模型为基础建立了考虑不同锈蚀率的有约束试件循环加载模型；Yankdevsky[23]等也曾提出了一个关于反复荷载下的粘结-滑移关系的数学模型；Alavi-Fard[24]等人研究了加载历史、约束、钢筋直径在循环加载下的影响，发现循环位移的增加会损失更多的粘结强度、循环荷载并不影响粘结强度只要循环位移小于静力加载最大荷载位移；杨淑雁[25]等人提出低周反复荷载下，不同锈蚀率RC构件考虑循环裂化的粘结滑移模型；周海俊[26，27]等人研究了有箍筋约束试件在循环荷载作用下，不同钢筋锈蚀率对于钢筋混凝土粘结性能的影响，发现锈蚀率对卸载刚度、循环耗能等都有影响。可以发现学者对于这方面的研究主要集中在锈蚀率这方面，也有学者对约束的影响进行了研究，而结构往往是承受着荷载发生钢筋锈蚀，持载对结构动力性能又有怎样的影响是很值得研究的。 4、展望
目前国内外对于锈蚀钢筋对结构的影响已进行了诸多因素的研究，CFRP作为一种新型材料对于结构的改善有着显著的作用，而进一步研究持载锈蚀如何影响CFRP加固结构动力粘结性能，其研究结果可以作为评估与改善在役钢筋混凝土结构长期性能的科学依据，同时也可作为分析FRP加固在役混凝土结构的理论基础。
参考文献：
[1] F.J. Molina， C. Alonso， C. Andrade， Cover cracking as a function of rebar corrosion： part 2 – Numerberical model， Materials and Structures，1993，26：532–548.
[2] K. Lundgren， Modeling the effect of corrosion on bond in reinforced concrete，Magazine of Concrete Research，2002，54 （3）：165–173.
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[7] AA Almusallam，AS Al-Gahtani，AR Aziz，Rasheeduzzafar. Effect of reinforcement corrosion on bond strength[J]. Construction and Building Materials，1996，10（2）：123-129.
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[17] W Zhang，W Cui，X Gu，X Wang. Confining effects of carbon fiber composite sheets on bond behavior between corroded steel bars and concrete[J]. Journal of Building Structures， 2009，5：23.
[18]张军.CFRP约束锈蚀RC柱的锈胀裂缝发展与粘结性能研究.哈尔滨工业大学，2013.
[19]宋照桦.环向约束和持载下锈蚀钢筋混凝土锈胀和粘结性能研究.哈尔滨工业大学，2014.
[20]方从启.腐蚀对反复荷载下钢筋与混凝土粘结性能的影响[J].工业建筑.2005，35（12）：15～22.
[21] A Kivell，A Palermo，A Scott. Complete Model of Corrosion-Degraded Cyclic Bond Performance in Reinforced Concrete[J]. ASCE Journal of Structural Engineering， 2014， DOI： 10.1061/（ASCE）ST.1943-541X.0001195.
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[24] M Alavifard，H Marzouk. Bond behavior of high strength concrete under reversed pull-out cyclic loading. Canadian Journal of Civil Engineering，2011，，29（2）：191-200.
[25]楊淑雁.往復荷载下锈蚀钢筋混凝土粘结滑移劣化模型[J].上海交通大学学报，2012，42（10）：1581～1586.
[26] Haijun Zhou， Jinlong Lu， Xi Xv， Biqing Dong， Feng Xing. Effects of stirrup corrosion on bond–slip performance of reinforcing steel in concrete： An experimental study[J]. Construction and Building Materials，2015，93：257～266.
[27] Haijun Zhou， Jinlong Lu， Xi Xv， Yingwu Zhou and Feng Xing. Experimental study of bond-slip performance of corroded reinforced concrete under cyclic loading[J]. Advances in Mechanical Engineering，2015，7（3）：1～10.
作者简介：
党雷俊（1991-），男，硕士生，主要从事CFRP约束锈蚀RC构件粘结性能研究。
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深圳市战略新兴产业发展专项资金（项目号：JCYJ20150828155800601）