钢筋混凝土结构发生耐久性劣化的因素有很多种,而其中最主要、最普遍的因素是钢筋锈蚀,准确预测混凝土中钢筋腐蚀速率及其锈后性能对于结构剩余使用寿命估计具有重要的意义。现有的腐蚀速率预测模型多为基于试验数据拟合得到经验模型,缺乏理论依据,且多未考虑裂缝对于腐蚀速率的定量化影响。不同于普通钢筋,不锈钢筋拥有卓越的耐腐蚀性能,但有关不锈钢筋在混凝土中腐蚀速率的预测模型及其锈后粘结性能的研究几乎是一片空白。因此本文以混凝土结构钢筋腐蚀规律到粘结性能退化这个过程为主要研究对象,对不同钢种、不同侵蚀环境中钢筋腐蚀规律及锈后不锈钢筋与混凝土粘结退化进行了深入研究。主要研究内容如下:(1)基于电化学原理,通过两种钢筋在不同侵蚀条件下的腐蚀规律试验,探究了钢筋种类、纵向裂缝宽度、侵蚀环境等因素对腐蚀速率的影响。通过定性和定量对比碳素钢筋与不锈钢筋在混凝土中腐蚀过程的氯离子浓度、极化曲线、腐蚀电位、腐蚀电流密度和极化电阻的差异,分析了两种钢筋的耐蚀性能差异。最后获取了相关耐久性参数,为开裂混凝土中钢筋腐蚀的数值模拟奠定了基础。(2)基于物质扩散和腐蚀电化学原理,通过耦合氯离子、氧气在混凝土中扩散过程和混凝土中钢筋腐蚀的电化学过程,建立了顺筋裂缝下混凝土中钢筋腐蚀的电化学模型,并研究了顺筋裂缝宽度、氯离子扩散系数、氯离子结合能力、混凝土电阻率对两种不同钢筋在混凝土中腐蚀速率的影响。最后,通过耦合腐蚀电化学模型与混凝土锈胀开裂过程,得到了不同钢种、不同侵蚀环境下钢筋混凝土结构锈胀开裂所花费的锈蚀时间。(3)通过对不同锈蚀程度的不锈钢筋混凝土试件进行中心拉拔试验,探究了锈蚀不锈钢筋与混凝土粘结退化规律,给出了基于锈蚀率和表面裂缝宽度的锈后粘结强度预测模型,并对比了锈蚀不锈钢筋粘结强度退化规律与普通碳素钢筋的区别。