魯彩鳳， 魯鳳弟， 王 偉， 李允霞， 蔣建華

（1.中國礦業(yè)大學(xué) 江蘇省土木工程環(huán)境災(zāi)變與結(jié)構(gòu)可靠性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 徐州 221116；2.安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 土木工程系，安徽 合肥 230051；3.河海大學(xué) 土木與交通學(xué)院，江蘇 南京 210098）

水是侵蝕介質(zhì)（如氯鹽）遷移進(jìn)入混凝土內(nèi)的載體.混凝土中的水是影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性能的一個(gè)重要因素［1－5］.人們?cè)谘芯炕炷聊途眯允C(jī)理及建立混凝土使用壽命預(yù)測(cè)模型時(shí)，通常將外部環(huán)境的相對(duì)濕度等同為混凝土內(nèi)部微環(huán)境相對(duì)濕度.由于受混凝土本身微觀結(jié)構(gòu)的影響，混凝土內(nèi)部微環(huán)境相對(duì)濕度與外部環(huán)境相對(duì)濕度存在較大差異.混凝土耐久性能退化受混凝土相對(duì)濕度（含濕量）的影響，應(yīng)該是指受混凝土內(nèi)部微環(huán)境相對(duì)濕度（含濕量）的影響.如混凝土表面含水率很高但其內(nèi)部含水率很低，混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕缺少必要的水分，鋼筋不會(huì)發(fā)生銹蝕；反過來，混凝土表面干燥但內(nèi)部含水率較高，則混凝土內(nèi)部鋼筋仍存在銹蝕的可能.在進(jìn)行混凝土使用壽命預(yù)測(cè)時(shí)，如果直接采用外部環(huán)境相對(duì)濕度條件，必將給預(yù)測(cè)結(jié)果帶來誤差.

混凝土內(nèi)部微環(huán)境相對(duì)濕度是由混凝土所處的外部環(huán)境氣候和混凝土材料本身性能所決定的.在實(shí)際操作中，可以獲得或者容易測(cè)量的是外部環(huán)境相對(duì)濕度.因此，研究表層混凝土濕質(zhì)傳輸規(guī)律，探討混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度與外部環(huán)境相對(duì)濕度之間的關(guān)系，就可以使用混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度進(jìn)行混凝土耐久性退化規(guī)律的研究，提高混凝土使用壽命預(yù)測(cè)的精度.

目前，國內(nèi)外已進(jìn)行了一些有關(guān)混凝土微環(huán)境響應(yīng)方面的研究［5－13］.如姬永生［5］在人工氣候環(huán)境下開展了環(huán)境相對(duì)濕度、溫度以及混凝土強(qiáng)度對(duì)混凝土孔隙水飽和度影響的試驗(yàn)研究，并根據(jù)理論分析建立了普通混凝土孔隙水飽和度的定量計(jì)算公式；Norris等［7］通過在混凝土內(nèi)部埋置傳感器來監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)部溫濕度的變化規(guī)律；Andrade等［8］通過在混凝土內(nèi)部放置溫濕度傳感器來研究室外自然環(huán)境氣候條件對(duì)混凝土內(nèi)部溫度、相對(duì)濕度的影響規(guī)律；王新友等［11］綜合評(píng)述了不同環(huán)境條件下混凝土中水分遷移機(jī)理與理論模型.但上述已有研究大多數(shù)針對(duì)的是普通混凝土.目前粉煤灰混凝土的應(yīng)用越來越廣泛，這就使得提高粉煤灰混凝土使用壽命預(yù)測(cè)精度有著極為重要的意義，因此很有必要探討粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)問題.而在研究粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)問題時(shí)，需系統(tǒng)研究摻合料、微環(huán)境條件對(duì)混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)的影響，建立相關(guān)的混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)模型.

本文在人工氣候條件下，對(duì)不同粉煤灰摻量的混凝土試塊進(jìn)行增濕（即正向擴(kuò)散）及干燥（即反向擴(kuò)散）試驗(yàn)，通過記錄粉煤灰混凝土內(nèi)部某一位置處的相對(duì)濕度變化情況，研究粉煤灰摻量、微環(huán)境條件對(duì)粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)的影響規(guī)律；并基于混凝土傳質(zhì)機(jī)理，建立了粉煤灰混凝土等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)的預(yù)計(jì)模型.

1 人工氣候條件下粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)試驗(yàn)研究

1.1 試驗(yàn)原材料及配合比設(shè)計(jì)

試驗(yàn)水泥采用徐州淮海水泥廠生產(chǎn)的P·O 42.5水泥，其化學(xué)組成1）文中涉及的化學(xué)組成、需水量比等均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量比.見表1.依照GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》，測(cè)得水泥比表面積為420m2／kg，28d抗壓強(qiáng)度為44.5MPa，初凝時(shí)間不小于45min，終凝時(shí)間不大于600min，沸煮法合格.

粉煤灰采用徐州柳新彭城電廠生產(chǎn)的干排灰，其化學(xué)組成見表1.依照GB／T 1596—2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》，測(cè)得粉煤灰細(xì)度（45μm方孔篩篩余）為7%，需水量比為84%，燒失量為6.2%，雷氏夾沸煮后增加距離不大于5mm，強(qiáng)度活性指數(shù)為84.7%.上述表明該粉煤灰應(yīng)屬Ⅱ級(jí)、F類（低鈣粉煤灰），可以作為水泥活性混合材料摻入到混凝土中.

細(xì)骨料采用河砂（中砂），細(xì)度模數(shù)為2.3；粗骨料采用碎石，粒徑不大于15mm.

粉煤灰混凝土配合比的設(shè)計(jì)采用等量取代法，粉煤灰等量取代水泥率分別取：0%（普通混凝土），15%，30%，45%.由于摻入粉煤灰后混凝土需水量明顯減少，在用水量相同情況下，通過摻加不同摻量（即占膠凝材料質(zhì)量比）的聚羧酸系高效減水劑控制各配合比混凝土坍落度為（65±5）mm.混凝土配合比如表2所示.

1.2 試驗(yàn)方案

相對(duì)濕度響應(yīng)試驗(yàn)采用100mm×150mm×300mm的長方體試件，試驗(yàn)條件組合情況見表3.將標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)90d的試件放置在室內(nèi)自然環(huán)境2個(gè)月后進(jìn)行試驗(yàn).

表1 水泥和粉煤灰的化學(xué)組成Table 1 Chemical compositions（by mass）of cement and fly ash %

表2 混凝土配合比Table 2 Mix proportions of concretes

表3 相對(duì)濕度響應(yīng)試件分組情況Table 3 Specimen groups for relative humidity response test

1.2.1 增濕試驗(yàn)

將試件放入烘箱中烘干至相對(duì)濕度為60%后冷卻；選試件澆筑成型時(shí)的任一側(cè)面作為試驗(yàn)面，在試驗(yàn)面上按圖1（a）所示位置鉆深25mm的孔（直徑25mm），其余面則用熔化的石蠟密封；在孔內(nèi)埋入杭州澤大儀器有限公司生產(chǎn)的智能溫濕度傳感器（見圖1（b）），并連接智能溫濕度記錄儀（型號(hào)：ZDR－20；量程：溫度－40～100℃、相對(duì)濕度0%～100%；精度：溫度為±0.5℃、相對(duì)濕度為±3%）；用橡皮塞固定傳感器，并用密封膠進(jìn)行密封；將試件放入人工氣候室中停放1d（人工氣候室預(yù)定溫度25℃或35℃、相對(duì)濕度60%）；將試件放置在氙燈試驗(yàn)箱內(nèi)（預(yù)設(shè)溫度25℃或35℃、相對(duì)濕度90%），定時(shí)記錄混凝土內(nèi)指定位置處的相對(duì)濕度；試驗(yàn)進(jìn)行到混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度與試驗(yàn)箱環(huán)境相對(duì)濕度相平衡時(shí)結(jié)束；每個(gè)配合比微環(huán)境相對(duì)濕度取3個(gè)試件測(cè)得的平均值.

圖1 溫濕度傳感器埋設(shè)示意圖Fig.1 Schematic of buried position of temperature and humidity sensor（size：mm）

1.2.2 干燥試驗(yàn)

將混凝土試件浸泡于水中，當(dāng)混凝土內(nèi)相對(duì)濕度達(dá)到90%時(shí)取出，將表面的水分擦干；選一個(gè)側(cè)面作為試驗(yàn)面，仍按圖1所示位置鉆孔，然后埋入溫濕度傳感器并連接溫濕度記錄儀；將試件放入人工氣候室停放若干天（人工氣候室預(yù)定溫度25℃或35℃、相對(duì)濕度90%），以使混凝土內(nèi)微環(huán)境相對(duì)濕度均勻；將試件放置在氙燈試驗(yàn)箱內(nèi)（預(yù)設(shè)溫度25℃或35℃、相對(duì)濕度60%），定時(shí)記錄混凝土內(nèi)指定位置處的相對(duì)濕度；試驗(yàn)進(jìn)行到混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度與試驗(yàn)箱環(huán)境相對(duì)濕度相平衡時(shí)結(jié)束；每個(gè)配合比微環(huán)境相對(duì)濕度取3個(gè)試件測(cè)得的平均值.

1.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

本文主要以25℃微環(huán)境溫度試驗(yàn)結(jié)果為例進(jìn)行相關(guān)分析.

混凝土微環(huán)境溫度為25℃時(shí)，粉煤灰摻量對(duì)微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)的影響分別見圖2（a），（b）.由圖2可知：

圖2 粉煤灰摻量對(duì)微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)的影響Fig.2 Effect of fly ash replacement（by mass）on micro－environment relative humidity response

（1）在增濕或干燥試驗(yàn)中，粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度隨時(shí)間響應(yīng)規(guī)律與普通混凝土相似，即混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度明顯滯后于外部環(huán)境相對(duì)濕度，混凝土內(nèi)外相對(duì)濕度要達(dá)到或接近平衡需要一段時(shí)間.如在增濕試驗(yàn)中，控制粉煤灰混凝土微環(huán)境初始相對(duì)濕度60%、外部環(huán)境相對(duì)濕度90%，則FA45表層25mm處相對(duì)濕度達(dá)到與外部環(huán)境相對(duì)濕度平衡約需時(shí)60d，而FA15在60d時(shí)其表層25mm處相對(duì)濕度只達(dá)到外部環(huán)境相對(duì)濕度的90%；在干燥試驗(yàn)中，控制粉煤灰混凝土微環(huán)境初始相對(duì)濕度90%、外部環(huán)境相對(duì)濕度60%，則FA45表層25mm處相對(duì)濕度在近100d時(shí)還未達(dá)到與外部環(huán)境相對(duì)濕度相平衡.這是因?yàn)樵谠鰸窈透稍镌囼?yàn)中，粉煤灰混凝土內(nèi)外環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)過程實(shí)際上就是表層混凝土的傳濕過程，由于粉煤灰混凝土材料孔隙結(jié)構(gòu)的致密性，導(dǎo)致粉煤灰混凝土表層傳濕過程相對(duì)緩慢，故粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度明顯低于外部環(huán)境相對(duì)濕度.

（2）在增濕試驗(yàn)中，當(dāng)粉煤灰摻量為15%時(shí)，粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)較普通混凝土慢；當(dāng)粉煤灰摻量達(dá)到45%時(shí)，粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)較普通混凝土快；當(dāng)粉煤灰摻量為30%時(shí)，粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)與普通混凝土相當(dāng).在干燥試驗(yàn)中，當(dāng)粉煤灰摻量為15%和30%時(shí)，粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)較普通混凝土慢；當(dāng)粉煤灰摻量達(dá)到45%時(shí)，粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)較普通混凝土快.

（3）混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)速率前期較快，但隨著響應(yīng)時(shí)間的延長，微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)速率轉(zhuǎn)慢.如增濕試驗(yàn)中，從0d到30d，F(xiàn)A0，F(xiàn)A15，F(xiàn)A30，F(xiàn)A45表層25mm處相對(duì)濕度分別增加了27.8%，23.5%，26.5%，33.3%；從30d到 60d，F(xiàn)A0，F(xiàn)A15，F(xiàn)A30，F(xiàn)A45表層25mm 處相對(duì)濕度分別增加了13.8%，12.2%，16.0%，16.6%.其主要原因是由于在響應(yīng)初期，混凝土內(nèi)外相對(duì)濕度梯度較大，相對(duì)濕度響應(yīng)速率就較快；隨著響應(yīng)時(shí)間的推進(jìn)，混凝土內(nèi)外相對(duì)濕度梯度逐漸減小，相對(duì)濕度響應(yīng)速率就變緩.

（4）與增濕試驗(yàn)相比，干燥試驗(yàn)中混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)滯后更加顯著，即在混凝土微環(huán)境溫度和初始內(nèi)外相對(duì)濕度差相同情況下，混凝土增濕響應(yīng)明顯快于干燥響應(yīng).這一方面是由于在干燥過程中，混凝土孔隙中濕質(zhì)向外傳輸時(shí)需要克服毛細(xì)孔對(duì)濕質(zhì)的吸附作用，從而降低了濕質(zhì)的傳輸速度；另一方面，濕質(zhì)擴(kuò)散也與邊界條件有關(guān)，增濕過程中混凝土外部環(huán)境濕質(zhì)源充分，而干燥過程中混凝土微環(huán)境濕質(zhì)源很有限.

（5）同粉煤灰混凝土溫度響應(yīng)時(shí)間［14］相比，粉煤灰混凝土內(nèi)外相對(duì)濕度達(dá)到平衡所需的時(shí)間（即粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)時(shí)間）要大得多，這說明粉煤灰混凝土傳熱過程較傳質(zhì)過程快.

2 粉煤灰混凝土濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)

水分遷移通常使混凝土處于2種典型狀態(tài)：一是干燥狀態(tài)，即當(dāng)外界相對(duì)濕度小于混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度時(shí)，濕質(zhì)發(fā)生反向擴(kuò)散；二是增濕狀態(tài)，即當(dāng)外界相對(duì)濕度大于混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度時(shí)，濕質(zhì)發(fā)生正向擴(kuò)散.混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度響應(yīng)過程的本質(zhì)是一種化學(xué)不穩(wěn)態(tài)材料發(fā)生非穩(wěn)態(tài)濕熱平衡的過程［11－12，15］，可以近似用擴(kuò)散理論表述混凝土內(nèi)濕質(zhì)的傳輸.假設(shè)混凝土內(nèi)部與外部環(huán)境初始溫度均勻，濕質(zhì)擴(kuò)散引起的混凝土溫度改變值忽略不計(jì)，則等溫環(huán)境中濕質(zhì)在混凝土內(nèi)的傳輸屬于非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，可以用Fick第二定律表示，即：

式中：H為混凝土相對(duì)濕度（%）；DH為混凝土濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)（m2／s）；τ為擴(kuò)散（響應(yīng)）時(shí)間（s）；x 為距混凝土表面距離（m）.式（1）表示混凝土干燥或增濕過程中混凝土內(nèi)相對(duì)濕度與時(shí)間、空間的關(guān)系，濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)DH則表征混凝土濕質(zhì)擴(kuò)散能力，其是混凝土含水量（相對(duì)濕度）的函數(shù).由于在干燥或增濕過程中，混凝土內(nèi)不同位置處相對(duì)濕度存在梯度，所以DH隨相對(duì)濕度變化時(shí)也必然隨位置不同而改變，因此式（1）可改寫成：

假設(shè)混凝土微環(huán)境初始相對(duì)濕度為H0，響應(yīng)過程結(jié)束時(shí)相對(duì)濕度為Hf.采用變量代換法對(duì)式（2）進(jìn)行求解［16］，得：

式中：η為Boltzmamn變量，η＝xτ0.5.由式（3）可知，只要確定了混凝土內(nèi)某一指定位置處相對(duì)濕度H隨擴(kuò)散（響應(yīng)）時(shí)間τ的變化規(guī)律，或某一時(shí)刻相對(duì)濕度H隨深度x的分布規(guī)律，就得到η與H 的擬合關(guān)系，從而就可以計(jì)算濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)DH值.

基于圖2的增濕試驗(yàn)和干燥試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)式（3）分別計(jì)算各試件微環(huán)境達(dá)到不同相對(duì)濕度時(shí)粉煤灰混凝土的濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)，結(jié)果分別見圖3（a），（b）.

圖3 不同微環(huán)境相對(duì)濕度時(shí)粉煤灰混凝土的濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)Fig.3 Moisture diffusion coefficients of concretes at different micro－environmental relative humidity

由圖3（a），（b）可知：

（1）在增濕試驗(yàn)中，隨著響應(yīng)時(shí)間的延長，粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度增大（見圖2（a）），濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)減??；在干燥試驗(yàn)中，隨著響應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行，粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度降低（見圖2（b）），濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)減小.這是由于隨著響應(yīng)時(shí)間的延長，不管在增濕還是在干燥過程中，粉煤灰混凝土內(nèi)外相對(duì)濕度的梯度均逐漸減小，導(dǎo)致增濕和干燥過程中濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)逐漸降低.

（2）增濕或干燥過程中，在微環(huán)境相對(duì)濕度相同條件下，摻15%粉煤灰會(huì)使混凝土濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)降低，摻30%粉煤灰對(duì)混凝土濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)影響不明顯，但摻入45%粉煤灰會(huì)明顯增大混凝土濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù).這是因?yàn)椋核酀{體中的水有毛細(xì)孔水、吸附水、層間水和化學(xué)結(jié)合水［17］.在本試驗(yàn)條件下，粉煤灰混凝土與大氣濕質(zhì)響應(yīng)并達(dá)到平衡的只有毛細(xì)孔水.毛細(xì)孔水在粉煤灰混凝土內(nèi)正向或反向擴(kuò)散，主要受兩方面因素影響：一是粉煤灰混凝土內(nèi)外相對(duì)濕度梯度.粉煤灰混凝土內(nèi)外相對(duì)濕度梯度越大，其濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)越大.在相同微環(huán)境條件下，隨著粉煤灰摻量的提高，粉煤灰混凝土孔隙水飽和度減小，導(dǎo)致在增濕及干燥過程中混凝土內(nèi)外相對(duì)濕度梯度均降低，因此引起濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)降低.二是粉煤灰混凝土孔隙率和孔隙結(jié)構(gòu).粉煤灰混凝土孔隙率越高，孔徑越大，其濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)就越大.由壓汞試驗(yàn)結(jié)果［18］可知，15%粉煤灰摻量使有害孔多害孔（孔徑＞50nm）孔隙率增大約6%，30%粉煤灰摻量使混凝土總孔隙率、有害孔多害孔孔隙率均增大6%，45%粉煤灰摻量使混凝土總孔隙率、有害孔多害孔孔隙率均增大20%以上.正是由于上述兩方面因素的綜合作用，使得不同粉煤灰摻量對(duì)混凝土濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)的影響不同.

（3）同等條件下，干燥過程中粉煤灰混凝土濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)明顯比增濕過程中濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)小得多.

3 等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)預(yù)計(jì)模型

由粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)試驗(yàn)研究結(jié)果可知，在干燥或增濕過程中，由于混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度存在梯度，導(dǎo)致濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)DH不是一個(gè)定值.隨著響應(yīng)時(shí)間的延長，DH會(huì)不斷發(fā)生變化.若將粉煤灰混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度響應(yīng)過程的時(shí)間記為（0，τ），對(duì)該時(shí)間區(qū)間的濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行積分，并取其積分平均值，即得到粉煤灰混凝土等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)DHe：

假設(shè)粉煤灰混凝土內(nèi)部與外部環(huán)境初始溫度均勻，且濕質(zhì)擴(kuò)散引起的混凝土溫度改變值忽略不計(jì)，則等溫環(huán)境中濕度在粉煤灰混凝土內(nèi)傳輸可描述為：

根據(jù)初始條件H（x，0）＝H0及相應(yīng)的邊界條件 H（0，τ）＝Hex，H（∞，τ）＝H0，式（5）解析解為：

式中：H（x，τ）為粉煤灰混凝土內(nèi)部相對(duì)濕度分布函數(shù)，其取決于混凝土深度x及響應(yīng)時(shí)間τ；Hex為外部環(huán)境相對(duì)濕度.

增濕、干燥過程中粉煤灰摻量對(duì)粉煤灰混凝土等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)DHe的影響見圖4.由圖4可知：在增濕及干燥過程中，粉煤灰混凝土等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)隨著其微環(huán)境溫度的升高而增大；15%摻量粉煤灰會(huì)使增濕、干燥過程中粉煤灰混凝土等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)降低，而45%摻量粉煤灰則會(huì)使增濕、干燥過程中粉煤灰混凝土等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)明顯增大；干燥過程中粉煤灰混凝土等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)明顯較增濕過程中的小.

圖4 粉煤灰摻量對(duì)等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)DHe的影響Fig.4 Effect of fly ash replacement（by mass）on equivalent moisture diffusion coefficient

蔣建華［6］通過試驗(yàn)研究了普通混凝土水灰比、微環(huán)境溫度、初始內(nèi)外相對(duì)濕度差值ΔH0（ΔH0＝｜H0－Hex｜）對(duì)濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)的影響.本文根據(jù)圖4及文獻(xiàn)［6］試驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)擬合分別得到了增濕及干燥過程中粉煤灰混凝土等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)的預(yù)計(jì)模型，即：

增濕過程（正向）等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)DHep（m2／s）：

干燥過程（反向）等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)DHer（m2／s）：

4 結(jié)論

（1）粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度隨時(shí)間響應(yīng)明顯滯后于外部環(huán)境相對(duì)濕度，粉煤灰混凝土內(nèi)、外相對(duì)濕度要達(dá)到或接近平衡需要一段時(shí)間；在增濕和干燥過程中，由于粉煤灰混凝土內(nèi)外相對(duì)濕度梯度均逐漸減小，導(dǎo)致其微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)速率逐漸變緩，濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)逐漸減小.

（2）在微環(huán)境相對(duì)濕度相同條件下，15%摻量粉煤灰會(huì)使混凝土濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)降低，而45%摻量粉煤灰會(huì)使混凝土濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)明顯增大.

（3）在微環(huán)境溫度和初始內(nèi)外相對(duì)濕度差相同情況下，粉煤灰混凝土增濕響應(yīng)明顯快于干燥響應(yīng)，反向等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)比正向等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)小得多.

（4）同粉煤灰混凝土溫度響應(yīng)時(shí)間相比，粉煤灰混凝土內(nèi)、外相對(duì)濕度達(dá)到平衡所需的時(shí)間（即粉煤灰混凝土微環(huán)境相對(duì)濕度響應(yīng)時(shí)間）要大得多，這說明粉煤灰混凝土傳熱過程較傳質(zhì)過程快.

（5）基于混凝土傳質(zhì)機(jī)理可建立粉煤灰混凝土等效濕質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)的預(yù)計(jì)模型.

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