本文标题为“Experimental research on hysteretic behaviors of corroded reinforced concrete columns with different maximum amounts of corrosion of rebar”，是发表于期刊《Construction and Building Materials 121 (2016) 319–327》的一项原创研究。主要作者为Shu-Yan Yang、Xiao-Bing Song、Hong-Xue Jia、Xi Chen和Xi-La Liu，研究分别来自宁夏大学土木工程与水利学院、上海交通大学土木工程系和上海建筑科学研究院。本文于2016年6月在线发表，研究旨在揭示腐蚀钢筋混凝土柱在地震荷载下的滞回行为及其衰减特性。
在海洋环境中，氯离子侵蚀使得钢筋混凝土结构的耐久性大幅减弱，尤其是钢筋混凝土柱在地震荷载下的力学性能更为脆弱。然而，涉及该领域的研究多集中于未腐蚀结构或腐蚀梁结构，对于潮汐区或飞溅区腐蚀柱的滞回行为关注较少。此外，现有实验多采用传统浸泡法模拟腐蚀，这种方法与真实环境存在差异。为了缩小实验与实际环境条件的距离，本文提出了一种新的包裹腐蚀方法，并设计了一系列试验以研究不同腐蚀程度钢筋混凝土柱在地震荷载下的滞回性能衰减规律，其目的是探讨影响滞回行为的关键腐蚀参数，以为工程实践和安全评估提供科学依据。
本研究的实验流程主要包括以下几部分：
实验设计了5组钢筋混凝土柱分别命名为ZZ-1至ZZ-5，目标钢筋腐蚀率分别设定为0%、5%、10%、15%、20%。每组样本的截面尺寸均为210 mm × 210 mm，悬臂高度为1000 mm，配筋为4根直径18 mm的纵筋，箍筋为直径6 mm，间距为90 mm。为避免基础部分损坏，样本基础加固为6根直径18 mm主筋加直径8 mm、间距100 mm的箍筋。混凝土强度等级为C40，采用4.2%的NaCl加速腐蚀。
钢筋腐蚀采用电化学法，实验创新使用了一种包裹法（wrapping method）替代传统的浸泡法。具体操作为：在样本表面包裹30 mm厚海绵，外覆不锈钢网，再用塑料薄膜密封以防止水分蒸发。每2小时从顶部沿海绵施加3%至5%的盐水，同时控制恒定电流产生腐蚀反应。实验根据法拉第定律计算理论腐蚀量，通过调整电解时间和电流密度使样本达到预设腐蚀率。
样本通过MTS系统加载进行进退循环实验，同时施加恒定轴向载荷。加载顺序不断增加位移值，观察到柱体裂纹及失效模式。滞回性能通过滞回圈、骨架曲线及累积耗能指标估算，还采用裂纹测量等手段记录重要破坏变化。
对试验后钢筋取样，使用10%稀盐酸清除锈蚀并计算实际钢筋腐蚀率。试验还对滞回刚度、延性和能量吸收特性定量分析，并应用拟合公式展示相关参数与腐蚀程度的关系。
实验观察到，钢筋腐蚀量随试样高度逐渐变化，最大腐蚀量通常出现在悬臂底部。ZZ-2至ZZ-5样本的最大腐蚀率分别为5.1%、8.3%、13.25%和16.8%。膨胀裂纹宽度与腐蚀率呈正相关，ZZ-4最大裂宽达到0.9 mm，ZZ-5裂宽更是达到了1.5 mm。
ZZ-1至ZZ-5各样本的极限位移依次为44.72 mm、36 mm、33.1 mm、32.82 mm和30.51 mm，随腐蚀率增加出现明显下降，尤其是ZZ-5下降超过30%。滞回圈上显示腐蚀率较高的样本（如ZZ-4与ZZ-5）表现为更快的损伤累积和承载力下降。
骨架曲线表明，ZZ-5样本的抗弯强度较未腐蚀的ZZ-1下降了约20%。对于延性系数，ZZ-1为7.44，而ZZ-5仅为5.04，延性表现下降幅度达32%。研究通过拟合公式表示延性变化趋势，推导得公式：l/lo = 1 - 0.019gs，gs为钢筋腐蚀率。
累积耗能实验表明，ZZ-5能量吸收能力比ZZ-1下降50.8%，与延性表现类似，能量吸收能力的关键影响因素亦是钢筋纵筋的腐蚀率。拟合公式为：E/Eo = 1 - 0.027gs。
该研究的亮点在于提出了包裹腐蚀法并通过系统实验验证腐蚀柱在地震荷载下的性能衰减规律，不仅丰富了相关科研数据，还提出了重要的临界腐蚀参数作为设计和评估依据，对于提高海洋环境下混凝土结构抗震性能有重要的指导意义。
研究为结构工程师提供了有效评估腐蚀钢筋混凝土柱安全性能的方法，尤其是可用于潮汐区或飞溅区的腐蚀影响评估。未来可尝试大样本规模或复杂工况测试以验证结论的普适性，并研究修复技术对腐蚀后的抗震加固效果。