混凝土中钢筋表面含水率预计模型

毛燕红，宋全伟

（1.江苏建筑职业技术学院，江苏 徐州 221116；2.江苏路泰建设集团有限公司，江苏 徐州 221116）

混凝土中钢筋表面含水率预计模型

毛燕红1，宋全伟2

（1.江苏建筑职业技术学院，江苏 徐州 221116；2.江苏路泰建设集团有限公司，江苏 徐州 221116）

混凝土中水的存在为氯离子的渗入、混凝土的冻融和碳化提供了便利，促成了钢筋的腐蚀。为获得混凝土内钢筋表面的含水率预计模型。文章研究了混凝土中的水，包括拌合水、水化水、泌出水、养护水，通过理论推导获得了不同环境条件下钢筋表面含水率的预计模型，为建立混凝土中的钢筋腐蚀速率模型提供了依据。

理论推导；含水率；预计模型

1 绪论

水是混凝土组成中必不可少的材料之一，在混凝土中起着重要的作用，例如：提供混凝土拌合物浇注时的和易性，是混凝土中水泥水化所必须的成分。水对混凝土的性能有着重要影响，混凝土浇注后表面的泌出水对混凝土性能的影响有利有弊；水灰比决定着混凝土的强度；一些有害离子（如氯离子）是通过水向混凝土中渗入而进入混凝土中并对混凝土的性能产生不良影响，且有可能导致混凝土中的钢筋生锈；饱和水使混凝土在受冰冻时水结冰对混凝土产生膨胀压，使混凝土产生冻融损害，水的存在使混凝土更容易碳化，也使得混凝土中的碱骨料反应得以持续进行[1]。本文通过对混凝土中钢筋表面含水率预计，可以为混凝土中的钢筋腐蚀速率模型提供基本依据。

2 混凝土里的水

2.1 拌合水

显然，没有拌合水则无法配制混凝土，关于拌合水首先要考虑的是水的质量，自来水或可饮用水是符合要求的。含有杂质的水可能会对混凝土的某些性能，例如凝结时间、强度增长、颜色和耐久性能产生影响。

2.2 水化水

混凝土拌合后水泥和水发生水化反应并形成不同的水化产物。各种水化产物中都含有水，但并不是以同样的形态存在。有些水是化学结合的，即成为水化产物的一部分，有些水则以凝胶态吸附在水化产物的界面上。

在拌合物中并不是所有空间都充满固态的水化产物（固态一词包含有凝胶水），有大量的空间形成毛细孔隙，其中充满游离水。游离水可以很容易地排出和重新填充。毛细孔中必须存在一些水以使得该处未水化的水泥颗粒继续水化。

2.3 泌出水

混凝土中除了各种形态的水化水以外，可能还有泌出水。表面看来泌出水是从混凝土中向上浮出，但实际上是比水重的固体颗粒因重力作用而下沉而使水上浮。泌出水达到混凝土的表面会蒸发，泌出水的蒸发速度和其泌出速度影响塑性收缩和塑性收缩开裂。如果泌出水被裹覆在骨料颗粒下面，则可能形成较大的孔洞，对混凝土的危害性极大。对于给定混凝土拌合物来说，泌水或多或少地与拌合物的某些性能有关，但泌水是否会裹覆在骨料下面则取决于骨料的形状，在同等粒径的情况下，针片状颗粒更容易截断水向上的泌出通路。

泌出水达到混凝土的表面并蒸发，能降低表面混凝土的温度，这在炎热季节是很有利的，当混凝土的温度影响混凝土的长期强度增长时尤其如此。

2.4 养护水

混凝土凝结硬化后其表面温度也会受到养护水的影响。养护水蒸发时带走表面混凝土中的热量，这在炎热季节也是有利的，但在寒冷季节可能会加剧混凝土的受冻[2]。

显然，养护水和拌合水的要求不同。例如纯净水或去离子水可用于拌合混凝土，但用作养护混凝土则会侵蚀混凝土。相反，许多含有有机物的水会干扰水泥的水化，但是用于养护混凝土则是无害的。此外，养护水中不能含有会侵蚀混凝土或钢筋的离子。因而，海水不能用于养护混凝土。

3 不同环境条件下钢筋表面含水率预计模型

中国矿业大学蒋建华[3]经过试验，得出混凝土孔隙水饱和度与温度、相对湿度的关系模型。

式中：S——混凝土孔隙水饱和度，其值为混凝土在任意状态下的含水率与饱和含水率的比值

W/C——混凝土水灰比

t——混凝土温度（℃）

RH——混凝土内部相对湿度（%）

rw为混凝土含水率，为混凝土饱和含水率，从而得到混凝土含水率模型。

式中：S——混凝土孔隙水饱和度，其值为混凝土在任意状态下的含水率与饱和含水率的比值

W/C——混凝土水灰比

t——混凝土温度（℃）

RH——混凝土内部相对湿度（%）

rw——混凝土含水率（%）

4 小结

②已经给出的含水率模型没有考虑到基于混凝土不同构造位置的研究，可以继续相关问题的研究。

[1]王金海.用水量对混凝土强度的影响[J].施工技术,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]蒋建华，袁迎曙.人工气候环境下混凝土内相对湿度响应预测[J].中南大学学报(自然科学版)，2013(12).

[4]杨广，吕成.含水量对混凝土抗压强度影响的试验研究[J].江苏建筑职业技术学院学报，2012(1).

[5]纪爱民.混凝土及水泥制品中的水[J].混凝土与水泥制品，2012(6).

TU375

B

1007-7359（2016）06-0075-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.06.029

住房和城乡建设部软科学研究项目（编号：2012-k2-35）。

毛燕红（1977-），女，山西襄汾人，研究生；讲师，主要从事混凝土耐久性方面的教学与研究工作。