混凝土孔隙水饱和度的试验研究

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发布时间：2021-09-18

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混凝土孔隙水饱和度的试验研究
姬永生，司维，袁迎曙，刘先观，柏霞
(1．中国矿业大学建筑工程学院，中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州221008；
2．连云港工贸高等职业技术学院，江苏连云港222004)
摘要：钢筋混凝土耐久性能的退化和混凝土的孔隙水饱和度有关，而混凝土孔隙水饱和度的大小则取决于混凝土所处的外
部环境气候条件。本文通过试验研究了混凝土孔隙水饱和度的影响因素。研究表明：混凝土的孑L隙水饱和度由混凝土的强
度等级以及混凝土表面的外部环境所决定。混凝土强度等级愈低，环境相对湿度愈小，温度愈高，混凝土中被水分所充满的
孔隙愈少，混凝土孔隙水饱和度愈低。
关键词：孔隙水饱和度；相对湿度；温度；孔隙结构
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：1008—1933(2010)01—166—03
Experim ental research on degree of pore saturation in concrete
JI Yongsheng ，SI Wei ，YUAN Yingshu ，UU Xianguan ，BAI Xia
(1．School of Architecture& Civil Engineering，State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering，China
University of Mining and Technology，Xuzhou 221008，China；
2．Lianytmgang Industrial and Commercial Technical CoHege，Lianyungang 222004，China)
Abstract：The durability deterioration of reinforced concrete structure has something to do with degree of pore saturation in concrete，
which depends on the ambient climate environment condition．The influence factors of degree of pore saturation in concrete were
revealed through experiments in the paper．The results indicated that the degree of pore saturation in concrete lies on strength grade of
concrete and the ambient climate environment condition．The higher the strength grade of concrete is，the smaller the atmospheric
relative humidity is and the greater the kelvin temperature is，the more pores in concrete are filled with water，resulting higher degree of
pore saturation．
Key words：degree of pore saturation；relative humidity；temperature；pore—size distribution
0 前言
混凝土的湿度变化对混凝土性能如强度、水化、
收缩、徐变等有重要影响。J。混凝土的湿含量大
小，是引起混凝土耐久性劣化过程发生的必要条件
和许多失效机理与模型建立的基础。比如，混凝土
的碱骨料反应以及寒冷冬季混凝土的冻融循环都需
要一定量的湿度才能进行。另外，混凝土的湿含量
也是决定混凝土中钢筋腐蚀行为的重要因素之一。
一方面Cl一在混凝土中的传输需要水分才能进行，
同样，混凝土碳化也需要混凝土达到临界湿度才能
进行；另一方面，当混凝土中钢筋因氯盐侵蚀或混凝
土碳化而活化后，水分是钢筋腐蚀电池必备的反应
收稿日期：2008-06-23
作者简介：姬永生(1970一)，男，江苏邳州人，副教授，博士，主要从
事混凝土耐久性方面的研究。
基金项目：国家自然科学基金资助项目(50538087，50478100)；中国
矿业大学校基金资助项目(0B061045)
E—mail：jysbh@126．con
物之一，而且，水分使混凝土成为电解质，进而影响
钢筋的腐蚀行为。
混凝土的湿度分混凝土内部的湿度和混凝土外
部的湿度。一般情况下，混凝土内部的湿度指混凝
土含水率，常用混凝土孑L隙水饱和度来表示，而}昆凝
土外部的湿度是指混凝土所处自然环境的大气相对
湿度。文献[4]认为，钢筋混凝土耐久性能的退化，
由混凝土内部的微环境气候条件所决定，而混凝土
内部的微环境气候条件，则取决于混凝土所处的外
部环境气候条件。西班牙的C．Andrade 等人通过
在混凝土内部留设空腔从而放置温、湿度传感器，来
研究室外自然环境温、湿度气候条件(西班牙Ma．
drid室外自然环境)对混凝土内部温、湿度微气候条
件的影响。研究结果认为：混凝土内钢筋的腐蚀速
度取决于混凝土内部的液态水的含量，而液态水的
含量是随外部环境相对湿度的变化而变化，如果在
较长的时间内，保持混凝土外部相对湿度恒定，混凝
土内部的水分将建立与环境湿气蒸发与凝聚的平
衡，此时，能得到相对比较固定的混凝土内孔隙水饱