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荷载作用下或服役期间混凝土渗透性能的监测与把握对建筑物耐久性的评价、寿命的估计乃至耐久性的设计都非常重要。然而,现有很多规范对混凝土渗透性能预测与估计多停留于实验室内的评价,忽视服役环境的影响,特别是荷载作用的影响;少数对于荷载的研究也是卸载后分析,其中多数研究针对压缩应力,而对更易损伤混凝土的拉伸应力研究较少。大量研究结论表明,荷载的存在会增加内部孔隙的数量与孔径,卸载则导致混凝土内部微裂缝闭合,此外,荷载形式也对混凝土渗透性能有很大的影响,因此,现有评价方法较为脱离工程实际。
本文针对这些问题,自行设计混凝土渗透性能监测系统,研究弯曲荷载作用期间,混凝土在一定压力水头作用下的渗透性能。根据混凝土阻抗与含水率之间的关系和达西定律,研究压力水头下水分在混凝土内部的迁移特征。着重考查初始相对含水率、荷载水平、水灰比等参数对混凝土渗透性能的影响。
研究获得了如下结论:(1)自行设计的混凝土渗透性监测系统可以实现对研究对象的实时监测与跟踪;可以较为客观地反映混凝土的相对渗透性能,并可据此获得相对渗透系数来评价各种参数对于渗透性能的影响;(2)混凝土初始含水状态对一定压力水头下水分的渗透有极大影响,初始相对含水率越低,水分迁移特征越明显,并且这种影响存在一个临界值,小于该临界值时,压力水头下一定深度处混凝土的含水率出现突变。(3)开裂荷载的荷载水平与渗透系数之间存在很好的指数相关关系。0.65水灰比混凝土在0.3倍及以上荷载水平时,渗透系数就比无弯曲荷载作用的情况增大1倍;0.55及0.45水灰比混凝土则以0.5倍的开裂荷载为界,大于等于0.5倍荷载水平的增大1倍以上。(4)渗透系数还与水灰比及强度存在良好的线性关系,通过与已有结论的比较分析,说明本研究方法与结论可以反映一定的客观实际。