钢筋混凝土结构具有便于就地取材、可磨性好、形成的结构整体性好、刚度大等特点,因而,广泛用于房屋建筑、地下结构、桥、隧道、水利、港口等工程中。但由于混凝土结构的自身材料和使用环境的特点,使其不可避免的存在耐久性问题。混凝土的耐久性问题已经成为现代工程的一个紧迫的重大科技问题。
混凝土内钢筋锈蚀引起混凝土保护层开裂被认为是钢筋混凝土结构耐久性失效最主要原因之一。钢筋锈蚀后由于锈蚀产物密度小于钢筋本身,锈蚀产物体积膨胀为原来的2~4倍,使周围混凝土受到挤压,随着锈蚀程度的加剧,将导致混凝土保护层受拉而开裂。钢筋混凝土构件一旦开裂,环境中的有害介质经锈胀裂缝直接侵入到钢筋表面,钢筋锈蚀速度将会加剧,从而进一步加剧裂缝的扩展甚至保护层剥落严重影响钢筋混凝土结构耐久性。
因此,研究钢筋锈蚀引起的钢筋保护层开裂,对混凝土结构的使用性能评估和剩余寿命预测有着重要的意义。钢筋锈蚀引起混凝土保护层胀裂的过程相当复杂,国内外学者就此展开了大量的研究工作。