水泥基材料氣體滲透模擬研究進(jìn)展

宋 楊，楊明宇，李俊鋒，李金遠(yuǎn)

(常州工學(xué)院土木建筑工程學(xué)院，常州 213000)

0 引 言

常見的水泥基材料如混凝土、砂漿等，均屬于內(nèi)部成分復(fù)雜、孔隙尺寸跨度較大的多孔介質(zhì)材料，而水泥基材料的多數(shù)耐久性問題，如碳化、氯離子侵蝕、硫酸鹽侵蝕等，均是由于環(huán)境中的侵蝕性物質(zhì)通過混凝土孔隙結(jié)構(gòu)與其內(nèi)部發(fā)生物質(zhì)交換，進(jìn)而導(dǎo)致材料出現(xiàn)性能劣化的現(xiàn)象；同樣，水泥基材料中的密封性問題更是由于水泥基材料抵抗外界物質(zhì)穿透能力消弱而引起的。這種外部物質(zhì)通過水泥基材料孔隙結(jié)構(gòu)的能力，就是材料的滲透性能，而研究水泥基材料的滲透性能及其影響因素則是提高材料耐久性和密封性的基礎(chǔ)和前提。

目前，水泥基材料的滲透性主要通過滲透率測(cè)試和經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行研究。國外對(duì)于混凝土等水泥基材料的氣體滲透率測(cè)試研究起步較早，已經(jīng)發(fā)明了多種測(cè)試方法和配套儀器，如ISAT方法、Autoclam方法、Cem Bureau方法。同時(shí)，國際材料與結(jié)構(gòu)研究實(shí)驗(yàn)聯(lián)合會(huì)(RILEM)早在1989年就提出了氣體滲透率的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法，而后又將改進(jìn)后的Cem Bureau方法和氣體滲透率列為混凝土等水泥基材料耐久性規(guī)范中的重要方法和參數(shù)。然而，滲透率測(cè)試可以直接獲取材料的滲透性能，但是缺乏對(duì)材料滲透內(nèi)在影響因素進(jìn)行系統(tǒng)的研究[1-4]。另外，由滲透率測(cè)試結(jié)合孔隙特征測(cè)試推理得到的經(jīng)驗(yàn)公式，初步探討了水泥基材料孔隙特征對(duì)于滲透性的影響規(guī)律，具有一定的便捷性，但由于經(jīng)驗(yàn)公式一般形式較為簡單，很難描述真實(shí)孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜特征，無法對(duì)各組分、各尺度孔隙結(jié)構(gòu)在水泥基材料宏觀滲流中的作用方式及相互關(guān)聯(lián)方式等滲透機(jī)理問題進(jìn)行分析[5-9]。……