概述：

腐蝕會顯著減小建筑材料的剪切強度。在設計可能遭受腐蝕的結構或者維護已經遭受腐蝕的結構時，應當注意這一點。

 來源：Kiosk88/Dreamstime.com

剪切強度是一個類似于極限抗拉強度的材料特性。與極限抗拉強度的關鍵區別是在平面上的應變行為。它仍然是一個函數的應力，但該應變是平行于元件的面（或一個橫截面），而它垂直于拉伸應變。從本質上說，是有兩個表面處于相對滑動的狀態，而不是被拉開或壓縮。

剪切應變，剪切應力和剪切強度概述

不像壓縮和拉伸強度這兩個非常簡單的概念，剪切變形用數學方式定義有點困難。工程剪切應變由變形角xy定義，它是角度α和角度β之和，它們分別代表面在兩個可能的方向上的位移。

圖中所示的情況下，角度α和β分別表示線段AB和AC位置的相對變化。

當采用張量形式研究時，需要限定應變，所得到的矩陣相當復雜，也需要各個方向上的值。但是可以通過關系式計算剪切應力：

其中G是所述材料的剪切模量。

即使是這樣簡單的等式，由于應變的性質，如果不進行實驗從現實中測量所需要的參數是相當困難的。幸運的是，可以找到相對容易的剪切強度試驗值，而且事實證明，對于大多數現代建筑材料剪切強度和拉伸強度之間是線性關系；因此，跳過幾個步驟，對于大多數建筑材料，直接采用粗略估計，剪切強度是抗拉強度值的0.65到1.3倍之間不等。

作為一個經驗法則，韌性材料如鋁在剪切時更經常失效（鋁的剪切強度是其極限拉伸強度的0.65倍），而脆性材料更經常在拉伸試驗時失效。

腐蝕對鋼筋剪切強度的影響

土木工程師目前面臨的主要問題之一是幾乎所有的老化結構中均發現了鋼筋腐蝕，橋梁是最易出問題的案例之一。當然，這也是大多數測試從鋼筋中取樣的原因之一。

盡管已經有人做過腐蝕程度與材料拉伸強度之間關系的一些研究，但是腐蝕對鋼筋和鋼纖維的剪切強度的影響最近才有一些專門進行的實驗。

鋼筋在混凝土中的的主要作用是增加梁的剪切強度，因此，很自然的，大部分近期的剪切強度測試用于有鋼筋或鋼纖維來加強混凝土元件或結構的情況。

Waweru寫的一篇論文指出了腐蝕對鋼筋纖維而非鋼筋的剪切強度的作用。該實驗證實了以下幾點：

這項實驗和其它實驗研究表明，鋼纖維很明顯地增加了混凝土構件的剪切強度。

如果單個纖維承受的腐蝕小于最小直徑的12.5％，對梁的剪切能力的影響是微不足道的。

由于研究集中在表面裂紋附近處腐蝕的樣品，可以很安全地假設，這種腐蝕構件的性能與非腐蝕試樣的相同。

如果允許腐蝕進一步作用，并減小50％的鋼纖維直徑，對抗剪承載力的影響可能以剪切強度降低24％的形式顯現出來。然而，腐蝕的這種極端的情況在現實世界中不可能發生，實際上表面和近裂縫腐蝕經常發生。

研究得到的另一個結論是，對于有限程度的腐蝕，在鋼纖維和混凝土基體之間由于表面腐蝕的存在導致摩擦的增加。而在更高程度的腐蝕，作用是不同的：腐蝕不再是均勻的，且這些局部點蝕導致纖維幾何形狀的變化，能導致纖維的斷裂。這種非均勻的腐蝕被認為是顯著減少材料的強度和延展性的原因。

該試驗結果表明，對于相同程度的腐蝕水平，材料的韌性和延展性比剪切強度減少的更多。

盡管這些鋼纖維的結果并不具有代表性，相對于更常見的鋼筋混凝土，纖維增強混凝土并非廣泛使用。

腐蝕的影響根據不同特點會有變化，腐蝕可以大大降低材料的剪切強度是不容置疑的，所以在設計和維護結構時應注意腐蝕的破壞作用。