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混凝土湿度及混凝土内部水份的迁移

2019-7-2 10:08| 发布者:admin| 查看:419| 评论:0

摘要:并不是说完美的湿养护就好,而是让混凝土内部的相对湿度处于一个相对较高的值是比较合适的。混凝土内部不宜提相对湿度!完美湿养护是控制混凝土毛细孔水份快速蒸发,即控制早期毛细孔因水份蒸发引起的孔径收缩。从而 ...

并不是说完美的湿养护就好,而是让混凝土内部的相对湿度处于一个相对较高的值是比较合适的。混凝土内部不宜提相对湿度!

完美湿养护是控制混凝土毛细孔水份快速蒸发,即控制早期毛细孔因水份蒸发引起的孔径收缩。从而控制混凝土因孔径收缩产生的裂缝。

养护窑中存在湿度梯度。混凝土中不存在。混凝土中存在含水率梯度。如果那本书那样写,个人认为作者概念有误。

湿度:表示大气干燥程度的物理量。在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少,则空气越干燥;水汽越多,则空气越潮湿。空气的干湿程度叫做“湿度”。在此意义下,常用绝对湿度、相对湿度、比较湿度、混合比、饱和差以及露点等物理量来表示;若表示在湿蒸汽中水蒸气的重量占蒸汽总重量(体积)的百分比,则称之为蒸汽的湿度。人体感觉舒适的湿度是:相对湿度低于70%。

1.空气内含水分的多少,分为绝对湿度、相对湿度等。

2.泛指某些物质中所含水分的多少:土壤~。

绝对湿度是指一定体积的空气中含有的水蒸气的质量,一般其单位是克/立方米。

相对湿度:空气中相同温度下的水蒸气分压/水蒸气饱和蒸气压。

土壤学中常用湿度或湿度梯度。

混凝土学中也有用湿度和相对湿度以及湿度梯度的。究其原因,可能是翻译moisture的问题。

moisture可以翻译为湿度或含水、含水率等。


在接近干燥的土壤中,实际是体系内空气为连续相,粘土或沙粒为分散相。水分在粘土颗粒胶团表面吸附或可以以湿空气形态存在。故常用湿度或湿度梯度。而混凝土中的结构与粘土不同。水分在毛细孔中凝胶孔中或更小的孔中凝聚。而这情况与土壤含水不一样。故本人认为,在新近浇筑的混凝土以及养护过程的混凝土中,使用含水率或含水率梯度更为合适。尽管原混凝土工艺学或热工学介绍养护、蒸汽养护、蒸压养护中曾用过混凝土内部的湿度梯度。


混凝土湿度及混凝土内部水份的迁移

姜正平教授:

温度梯度易产生破坏应力,湿度梯度也能够产生破坏应力的。

工程上的墙、柱等现浇构件养护时,常常高度方向上的干湿度差别很大。

浇水养护往往浇一次,覆盖后,水往地处流,高度方向上就有明显的湿度差。

关于混凝土蒸汽养护的热工课程有混凝土内部温度、湿度梯度造成破坏应力的问题。

同一块混凝土各部位干湿不一致时,就有湿度梯度,水份就有一个迁移动力,当这个力差别较大时,就促进开裂!

各部位含水率不一样,混凝土内部就会产生不同的湿度迁移梯度!这个与篜养的湿度梯度一样。

冻涨压力也是结冰导致的水份迁移,也产生开裂应力。

要懂混凝土内部水份的迁移。


混凝土湿度及混凝土内部水份的迁移

与大气中完全不是一会事!大气中没有很大阻力,也建不起破坏应力。

湿度是指混凝土内部毛细孔中的湿度。各部位均饱水,湿度均为100%,就不会产生湿度梯度。但到工地上看看的混凝土养护,湿一块、干一块很常见。干湿交界处,混凝土内部(毛细孔)湿度梯度是很大的,开裂也可能会因此发生。

饱水的毛细孔(水满无弯液面)收缩压力为0,水往湿度低的毛细孔迁移,产生两个破坏力:迁移动压力和弯液面导致的毛细孔收缩压力。

毛细孔内的湿度(细观)与含水率(宏观)有关,但不是同一个概念!

早龄期混凝土内部湿度发展特征

龄期混凝土内水分含量是监控混凝土结构开裂的重要参数之一,随浇筑龄期的增长,混凝土内湿度逐渐降低。湿度随龄期的发展规律可描述为早期的水汽饱和期 (阶段 I,相对湿度 100% ) 及随后的湿度逐渐减小期(阶段 II, 相对湿度< 100% )。

阶段 I 的长短及阶段 II 中湿度降低的幅度与混凝土水灰比及所在位置有关。早龄期混凝土内水分含量沿高度分布不均,存在明显的湿度梯度混凝土孔隙中的水分含量是混凝土老化的重要参数,内部水分的变化不仅会导致质量的改变及体积变形,而且当环境相对湿度低于混凝土内部相对湿度时,混凝土内部的水分由于扩散到空气中而损失,还会发生收缩。

另外水泥水化也会引起混凝土内部水分含量的变化而引发体积收缩,通常称为自收缩。当混凝土处于自由状态时,混凝土的收缩不会导致什么不良后果,但实际上混凝土结构由于基础、钢筋或相邻部分的牵制而处于不同程度的约束状态,混凝土收缩会受到约束而产生拉应力,容易引起混凝土结构开裂。

作为影响混凝土收缩程度的主要因素,混凝土结构内部的水分含量及其分布研究,尤其是早龄期混凝土,对于计算收缩引起的应力具有理论与实践意义。有关混凝土在使用环境中的水分含量变化的研究文献很少,A ndrade 等测量了室外环境中的成熟混凝土内部相对湿度和温度的变化,Parrott和N ilsson等对于暴露在自然环境中或海水中的混凝土试件内部的相对湿度进行试验检测,上述试验中所采用的混凝土试件是成熟混凝土,然而现代混凝土结构开裂大多发生在早期,因此早龄期混凝土内部水分含量的变化对于监控混凝土结构开裂具有更重要意义。

一般室内环境条件下,混凝土试件内部相对湿度的发展规律。相对湿度从混凝土开始浇筑即开始测量并持续28d,混凝土内部早期相对湿度的变化受水灰比影响显著。混凝土内部相对湿度随龄期发展的基本规律为由饱和状态逐步降低,降低速率受混凝土强度的影响显著。

混凝土内部水分迁移过程与收缩变形机理

收缩变形是影响混凝土结构长期服役性能的重要因素之一,有关收缩变形的研究已取得了较为丰富的成果,但是,目前缺乏准确、可靠的混凝土内部湿度实时监测方法,而且对混凝土收缩变形机理的认识仍待进一步明确。

一般认为由于水分迁移引起的湿度梯度是收缩变形的内在动力,在体表比等条件相同时,截面形状的不同将直接影响到水分迁移及混凝土内部的湿度梯度,其收缩变形也有较大的差异。

混凝土截面上湿度和温度分布不均匀,越靠近表面,湿度和温度越小,即混凝土不同深度处存在一定的湿度梯度和温度梯度;此外,有效厚度一样,截面形状不同的各试件内部湿度与其对应的截面形状影响系数具有一定的正相关关系,新定义的截面形状影响系数Ks越大,截面上的相对湿度越大,水分迁移量越少,收缩变形越小。

混凝土内部湿度与干缩变形关系

现代混凝土中,由于收缩引起的开裂已经成为混凝土耐久性的重要影响因素,而收缩引起的开裂又以干燥收缩引起的开裂最为常见也最为重要。在真实状况中,特别是尺寸较大的混凝土结构,其整体的干燥收缩并不均匀,随位置的不同存在着一定的干燥收缩梯度,这种收缩梯度会引起混凝土结构的自应力,加速混凝土的开裂,造成耐久性的降低。引起干燥收缩最重要的原因是混凝土自身各个位置相对湿度的变化。

在单面干燥情况下,混凝土试件的干燥过程包括两个方面:水分的散失和自身水化反应的消耗。这就造成混凝土试件随龄期的增长,整体湿度呈下降趋势,内层相对湿度下降幅度小,外层相对湿度下降幅度大。混凝土的强度等级、粉煤灰和环境湿度对混凝土内部相对湿度均有不同程度的影响。强度等级低、粉煤灰的适量掺入、环境湿度高的混凝土,其湿度梯度变化较小,试件的整体相对湿度越高。

试验表明:混凝土的强度等级、粉煤灰和环境湿度对干燥收缩影响显著,强度等级低、粉煤灰的适量掺入、环境湿度高的混凝土,其干燥收缩较小,形成的25mm与200mm位置处干燥收缩率的差值也较小。混凝土的相对湿度对干燥收缩有着显著影响,两者之间呈现良好的线性关系,可通过回归方程的分析,得到干燥收缩对相对湿度的敏感性,和具有借鉴意义的最终收缩率值。


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