混凝土中鋼筋表面含水率預計模型

毛燕紅，宋全偉

（1.江蘇建筑職業技術學院，江蘇 徐州 221116；2.江蘇路泰建設集團有限公司，江蘇 徐州 221116）

混凝土中鋼筋表面含水率預計模型

毛燕紅1，宋全偉2

（1.江蘇建筑職業技術學院，江蘇 徐州 221116；2.江蘇路泰建設集團有限公司，江蘇 徐州 221116）

混凝土中水的存在為氯離子的滲入、混凝土的凍融和碳化提供了便利，促成了鋼筋的腐蝕。為獲得混凝土內鋼筋表面的含水率預計模型。文章研究了混凝土中的水，包括拌合水、水化水、泌出水、養護水，通過理論推導獲得了不同環境條件下鋼筋表面含水率的預計模型，為建立混凝土中的鋼筋腐蝕速率模型提供了依據。

理論推導；含水率；預計模型

1 緒論

水是混凝土組成中必不可少的材料之一，在混凝土中起著重要的作用，例如：提供混凝土拌合物澆注時的和易性，是混凝土中水泥水化所必須的成分。水對混凝土的性能有著重要影響，混凝土澆注后表面的泌出水對混凝土性能的影響有利有弊；水灰比決定著混凝土的強度；一些有害離子（如氯離子）是通過水向混凝土中滲入而進入混凝土中并對混凝土的性能產生不良影響，且有可能導致混凝土中的鋼筋生銹；飽和水使混凝土在受冰凍時水結冰對混凝土產生膨脹壓，使混凝土產生凍融損害，水的存在使混凝土更容易碳化，也使得混凝土中的堿骨料反應得以持續進行[1]。本文通過對混凝土中鋼筋表面含水率預計，可以為混凝土中的鋼筋腐蝕速率模型提供基本依據。

2 混凝土里的水

2.1 拌合水

顯然，沒有拌合水則無法配制混凝土，關于拌合水首先要考慮的是水的質量，自來水或可飲用水是符合要求的。含有雜質的水可能會對混凝土的某些性能，例如凝結時間、強度增長、顏色和耐久性能產生影響。

2.2 水化水

混凝土拌合后水泥和水發生水化反應并形成不同的水化產物。各種水化產物中都含有水，但并不是以同樣的形態存在。有些水是化學結合的，即成為水化產物的一部分，有些水則以凝膠態吸附在水化產物的界面上。

在拌合物中并不是所有空間都充滿固態的水化產物（固態一詞包含有凝膠水），有大量的空間形成毛細孔隙，其中充滿游離水。游離水可以很容易地排出和重新填充。毛細孔中必須存在一些水以使得該處未水化的水泥顆粒繼續水化。

2.3 泌出水

混凝土中除了各種形態的水化水以外，可能還有泌出水。表面看來泌出水是從混凝土中向上浮出，但實際上是比水重的固體顆粒因重力作用而下沉而使水上浮。泌出水達到混凝土的表面會蒸發，泌出水的蒸發速度和其泌出速度影響塑性收縮和塑性收縮開裂。如果泌出水被裹覆在骨料顆粒下面，則可能形成較大的孔洞，對混凝土的危害性極大。對于給定混凝土拌合物來說，泌水或多或少地與拌合物的某些性能有關，但泌水是否會裹覆在骨料下面則取決于骨料的形狀，在同等粒徑的情況下，針片狀顆粒更容易截斷水向上的泌出通路。

泌出水達到混凝土的表面并蒸發，能降低表面混凝土的溫度，這在炎熱季節是很有利的，當混凝土的溫度影響混凝土的長期強度增長時尤其如此。

2.4 養護水

混凝土凝結硬化后其表面溫度也會受到養護水的影響。養護水蒸發時帶走表面混凝土中的熱量，這在炎熱季節也是有利的，但在寒冷季節可能會加劇混凝土的受凍[2]。

顯然，養護水和拌合水的要求不同。例如純凈水或去離子水可用于拌合混凝土，但用作養護混凝土則會侵蝕混凝土。相反，許多含有有機物的水會干擾水泥的水化，但是用于養護混凝土則是無害的。此外，養護水中不能含有會侵蝕混凝土或鋼筋的離子。因而，海水不能用于養護混凝土。

3 不同環境條件下鋼筋表面含水率預計模型

中國礦業大學蔣建華[3]經過試驗，得出混凝土孔隙水飽和度與溫度、相對濕度的關系模型。

式中：S——混凝土孔隙水飽和度，其值為混凝土在任意狀態下的含水率與飽和含水率的比值

W/C——混凝土水灰比

t——混凝土溫度（℃）

RH——混凝土內部相對濕度（%）

rw為混凝土含水率，為混凝土飽和含水率，從而得到混凝土含水率模型。

式中：S——混凝土孔隙水飽和度，其值為混凝土在任意狀態下的含水率與飽和含水率的比值

W/C——混凝土水灰比

t——混凝土溫度（℃）

RH——混凝土內部相對濕度（%）

rw——混凝土含水率（%）

4 小結

②已經給出的含水率模型沒有考慮到基于混凝土不同構造位置的研究，可以繼續相關問題的研究。

[1]王金海.用水量對混凝土強度的影響[J].施工技術,2005(4).

[2]Ha M，Hiroshi M,Kyoji N.Infuence of grouting condition on crack and load-carrying capacity of post-tensioned concrete beam due to chloride-induced corrosion[J].Construction and Building Materials, 2007，21：1568-1575.

[3]蔣建華，袁迎曙.人工氣候環境下混凝土內相對濕度響應預測[J].中南大學學報(自然科學版)，2013(12).

[4]楊廣，呂成.含水量對混凝土抗壓強度影響的試驗研究[J].江蘇建筑職業技術學院學報，2012(1).

[5]紀愛民.混凝土及水泥制品中的水[J].混凝土與水泥制品，2012(6).

TU375

B

1007-7359（2016）06-0075-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.029

住房和城鄉建設部軟科學研究項目（編號：2012-k2-35）。

毛燕紅（1977-），女，山西襄汾人，研究生；講師，主要從事混凝土耐久性方面的教學與研究工作。