钢筋锈蚀是腐蚀环境中钢筋混凝土结构耐久性失效的主要原因之一。钢筋锈蚀以后,一方面有效截面积减小,力学性能降低;另一方面,锈蚀产物体积膨胀,产生沿钢筋方向的锈胀裂缝,引起钢筋与混凝土间粘结性能降低,混凝土保护层剥落,最终导致钢筋混凝土梁使用性能及抗弯承载力下降。因此,研究钢筋混凝土构件锈胀裂缝宽度扩展及抗弯性能退化的时变规律具有非常重要的实际工程意义。本文结合国家自然科学基金项目《氯盐环境下钢筋混凝土结构全寿命时变性能及性能可靠度研究》(编号:51278444),对应力状态下混凝土内高强钢筋锈后力学性能、钢筋混凝土梁锈胀裂缝宽度及抗弯性能退化的时变规律进行研究。主要研究工作如下:(1)通过“电渗—恒电流—干湿循环”的加速锈蚀方法对持载作用下钢筋混凝土梁进行加速锈蚀,得到不同锈蚀率的锈蚀高强钢筋,分析了应力状态下锈蚀高强钢筋表面锈蚀情况;通过拉伸试验,研究应力状态下锈蚀高强钢筋的断口形式,给出了应力状态下锈蚀高强钢筋的应力—应变曲线、相对名义强度、相对等效强度、弹性模量、延伸率随质量锈蚀率的退化规律。(2)考虑荷载与环境耦合作用影响,对单掺粉煤灰梁、单掺矿粉梁、双掺粉煤灰和矿粉梁进行试验研究,采用“电渗—恒电流—干湿循环”的加速锈蚀方法,研究锈胀裂缝随时间的变化规律,结果表明:锈胀裂缝宽度随时间增长经历了缓慢扩展到快速扩展再到缓慢扩展的过程,表现出一种非线性增长。研究持续荷载对锈胀裂缝开展及分布的影响,结果表明:持载作用下,锈胀裂缝初期宽度沿梁长宽度在0.2mm上下波动,锈胀裂缝后期宽度表现出梁中部宽度较大而两端较低的结果。研究锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系,结果表明:随着质量锈蚀率的增加,锈胀裂缝平均宽度和最大宽度都呈现增长趋势。(3)考虑荷载与环境耦合作用影响,对单掺粉煤灰梁、单掺矿粉梁、双掺粉煤灰和矿粉梁进行抗弯承载力试验,研究锈蚀梁的荷载挠度曲线,结果表明:当质量锈蚀率较小时,锈蚀梁与未锈蚀梁的荷载—挠度曲线形状相似;随着锈蚀率的增加,极限荷载下降更快,荷载—挠度曲线的离散型增大。研究锈蚀梁正截面应变分布规律,结果表明:当锈蚀率较小时,混凝土应变沿梁高基本满足平截面假定。但当锈蚀率较大时,不再符合平截面假定。研究锈蚀梁相对抗弯强度随质量锈蚀率、锈胀裂缝最大宽度、锈胀裂缝平均宽度的退化规律,结果表明:掺加不同矿物掺合料的锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯性能退化规律是基本相似的,不同矿物掺合料的混凝土梁极限承载力随锈蚀程度增加基本呈线性关系降低。