概述：

腐蚀会显著减小建筑材料的剪切强度。在设计可能遭受腐蚀的结构或者维护已经遭受腐蚀的结构时，应当注意这一点。

 来源：Kiosk88/Dreamstime.com

剪切强度是一个类似于极限抗拉强度的材料特性。与极限抗拉强度的关键区别是在平面上的应变行为。它仍然是一个函数的应力，但该应变是平行于元件的面（或一个横截面），而它垂直于拉伸应变。从本质上说，是有两个表面处于相对滑动的状态，而不是被拉开或压缩。

剪切应变，剪切应力和剪切强度概述

不像压缩和拉伸强度这两个非常简单的概念，剪切变形用数学方式定义有点困难。工程剪切应变由变形角xy定义，它是角度α和角度β之和，它们分别代表面在两个可能的方向上的位移。

图中所示的情况下，角度α和β分别表示线段AB和AC位置的相对变化。

当采用张量形式研究时，需要限定应变，所得到的矩阵相当复杂，也需要各个方向上的值。但是可以通过关系式计算剪切应力：

其中G是所述材料的剪切模量。

即使是这样简单的等式，由于应变的性质，如果不进行实验从现实中测量所需要的参数是相当困难的。幸运的是，可以找到相对容易的剪切强度试验值，而且事实证明，对于大多数现代建筑材料剪切强度和拉伸强度之间是线性关系；因此，跳过几个步骤，对于大多数建筑材料，直接采用粗略估计，剪切强度是抗拉强度值的0.65到1.3倍之间不等。

作为一个经验法则，韧性材料如铝在剪切时更经常失效（铝的剪切强度是其极限拉伸强度的0.65倍），而脆性材料更经常在拉伸试验时失效。

腐蚀对钢筋剪切强度的影响

土木工程师目前面临的主要问题之一是几乎所有的老化结构中均发现了钢筋腐蚀，桥梁是最易出问题的案例之一。当然，这也是大多数测试从钢筋中取样的原因之一。

尽管已经有人做过腐蚀程度与材料拉伸强度之间关系的一些研究，但是腐蚀对钢筋和钢纤维的剪切强度的影响最近才有一些专门进行的实验。

钢筋在混凝土中的的主要作用是增加梁的剪切强度，因此，很自然的，大部分近期的剪切强度测试用于有钢筋或钢纤维来加强混凝土元件或结构的情况。

Waweru写的一篇论文指出了腐蚀对钢筋纤维而非钢筋的剪切强度的作用。该实验证实了以下几点：

这项实验和其它实验研究表明，钢纤维很明显地增加了混凝土构件的剪切强度。

如果单个纤维承受的腐蚀小于最小直径的12.5％，对梁的剪切能力的影响是微不足道的。

由于研究集中在表面裂纹附近处腐蚀的样品，可以很安全地假设，这种腐蚀构件的性能与非腐蚀试样的相同。

如果允许腐蚀进一步作用，并减小50％的钢纤维直径，对抗剪承载力的影响可能以剪切强度降低24％的形式显现出来。然而，腐蚀的这种极端的情况在现实世界中不可能发生，实际上表面和近裂缝腐蚀经常发生。

研究得到的另一个结论是，对于有限程度的腐蚀，在钢纤维和混凝土基体之间由于表面腐蚀的存在导致摩擦的增加。而在更高程度的腐蚀，作用是不同的：腐蚀不再是均匀的，且这些局部点蚀导致纤维几何形状的变化，能导致纤维的断裂。这种非均匀的腐蚀被认为是显著减少材料的强度和延展性的原因。

该试验结果表明，对于相同程度的腐蚀水平，材料的韧性和延展性比剪切强度减少的更多。

尽管这些钢纤维的结果并不具有代表性，相对于更常见的钢筋混凝土，纤维增强混凝土并非广泛使用。

腐蚀的影响根据不同特点会有变化，腐蚀可以大大降低材料的剪切强度是不容置疑的，所以在设计和维护结构时应注意腐蚀的破坏作用。