混凝土孔隙水饱和度的试验研究.pdf
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1、1 6 6 四川建筑科学研究 S i c h u a n Bu i l d i n g S c i e n c e 第3 6卷第 1 期 2 0 1 0年 2月 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2 2 1 0 0 8 ; 2 连云港工贸高等职业技术学院, 江苏 连云港2 2 2 0 0 4 ) 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
2、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 : T U 3 7 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 81 9 3 3 ( 2 0 1 0 ) 0 11 6 6 0 3 Ex p e r i m e n t a l r e s e a r c h o n d e g r e e o f p o r e s a t ur a t i
3、o n i n c o n c r e t e J I Yo n g s h e n g , S I We i , YU AN Yi n g s h u , U U X i a n g u a n , B AI X i a ( 1 S c h o o l o f A r c h i t e c t u r e& C i v i l E n g i n e e r i n g , S t a t e K e y L a b o r a t o r y f o r G e o me c h a n i c s a n d D e e p U n d e r g r o u n d E n g i
4、n e e r i n g , C h i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g a n d T e c h n o l o g y , Xu z h o u 2 2 1 0 0 8, C h i n a; 2 L i a n y t mg a n g I n d u s t ri a l a n d C o mm e r c i al T e c h n i c a l C o H e g e , L i a n y u n g a n g 2 2 2 0 0 4 , C h i n a ) Ab s t r a c t : T h e d u r a
5、b i l i t y d e t e ri o r a t i o n o f r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e h a s s o me t h i n g t o d o w i t h d e g r e e o f p o r e s a t u r a t i o n i n c o n c r e t e , w h i c h d e p e n d s o n t h e a mb i e n t c l i ma t e e n v i r o n me n t c o n d i t i o n T
6、 h e i n fl u e n c e f a c t o r s o f d e g r e e o f p o r e s a t u r a t i o n i n c o n c r e t e w e re r e v e ale d t h r o u g h e x p e ri me n t s i n t h e p a p e r T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e d e g r e e o f p o r e s a t u r a t i o n i n c o n c r e t e l i e
7、 s o n s t r e n g t h g r a d e o f c o n c r e t e a n d t h e a mb i e n t c l i ma t e e n v i r o n me n t c o n d i t i o n T h e h i g h e r t h e s t r e n gth g r a d e o f c o n c r e t e i s , t h e s ma l l e r t h e a t mo s p h e ri c r e l a t i v e h u mi di t y i s a n d t he gre a
8、t er t h e k e l v i n t e mpe r a t u r e i s, t he mo r e p o r e s i n c o n c r e t e a r e fil l e d wi t h wa t e r , r e s ul t i n g h i g h e r d e gr e e of p o r e s a t u r a t i o n Ke y wo r d s : d e g r e e o f p o r e s a t u r a t i o n; r e l a t i v e h u mi d i t y; t e mp e r a
9、 t u r e ; p o r e s i z e d i s t r i b u t i o n 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 C l 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
10、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 : 2 0 0 8 - 0 6 - 2 3 作者简介 : 姬 永生 ( 1 9 7 0一) , 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( 5 0 5 3 8 0 8 7, 5 0 4 7 8 1 0 0) ; 中国 矿业大学校基金 资助项 目( 0 B 0 6 1 0 4 5 ) Ema i l : j y s b h 1 2 6 c o n 物之一 , 而且 , 水分使混凝土成为电解质 ,
11、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 A n d r a d e 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 M a d r i
12、 d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 姬永生, 等 : 混凝土孑 L 隙水饱和度的试验研究 1 6 7 和度 。 从 以上的分析可以看 出, 钢筋混凝土耐久性 能 的退化由混凝土的孔隙水饱和度所决定, 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
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