1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文 献 综 述

1 课题研究背景及目的

城市轨道交通地下结构广泛采用混凝土结构，其结构形式多样，包括隧道内的预制管片和现浇的站厅、站台。然而，混凝土结构并不是十全十美的，从混凝土应用于土木工程至今的150年间，大量的混凝土结构由于各种各样的原因提前失效，达不到预定的服役年限。这其中有的是由于结构计的抗力不足造成的，有的是由于使用荷载的不利变化引起的，但更多的是由于混凝土结构的耐久性不足导致的。特别是沿海及近海地区的混凝土结构，由于海洋环境对混凝土的腐蚀，导致钢筋锈蚀而使结构发生早期损坏，丧失了结构的耐久性能。这已成为实际工程中的重要问题。早期损坏的结构需要花费大量的财力进行维修补强，严重者甚至造成停工停产的巨大经济损失。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

1. 主要研究内容

(1) 不同配比水泥砂浆毛细吸水实验

(2) 基于等差高度发的不同配比水泥砂浆毛细吸水实验

(3) 不同水胶比砂浆气相水分传输实验

2. 研究方法

本课题实验主要变量为水胶比和石子掺量，详细材料配比见表1.湿度测量所用仪器为JSWL-6ATD型温湿度传感器，配备XSR-90彩色无纸数据记录仪，实现对试件湿度的跟踪和采集。

表1 砂浆试件配合比

3. 实施方案

(1) 水泥砂浆试样制备

本试验设计了不同配比的水泥砂浆试件，研究砂浆不同水胶比、石子掺量和矿物掺和量对材料水分传输的影响。试件配比见表1，参照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》制备砂浆试件。试件尺寸为40mm#215;40mm#215;160mm，成型完成后进行蒸汽养护，养护制度如下：将试件放入蒸养箱中，首先升温，其速度为10-15℃/h。然后在55-60℃恒温养护，其时间大于2h，但不能超过4h，最后降温，其速度不大于20℃/h，脱模后放入水中（20#177;1℃）养护至预定龄期。

(2) 水泥砂浆毛细吸水试验

参照GB/T17671-1999制备砂浆试件，拆模之后养护至预定龄期。实验前先将切割试件放置于105℃鼓风干燥箱中烘干至恒重，冷却至常温后用石蜡和松香混合物涂刷试件的四周外表面和一个断面，密封处理，留下一个自由断面用于水分吸收。以图1中的水分传输方式进行试验。实验前称量所有试块的原始重量，吸水试验开始后，每隔一定时间称量试块重量，实验开始2小时内采集间隔为5分钟，2小时到6小时采集间隔为10分钟，6小时到12小时采集间隔为30分钟，12小时之后为1小时。

图1 试件的毛细吸水方向示意图

(3) 基于等差高度法的水泥砂浆毛细吸水试验

试件制备及养护过程同毛细吸水试验，切片过程中将试件切成不同高度且等差的试件，设计的dx=10mm，得到的试件长度分别为：20mm、30mm、40mm、50mm和60mm，如图2。随后进行毛细吸水试验，研究材料水分传输。

图2 试件切割后长度分布示意图

(4) 不同水胶比砂浆气相水分传输实验

试件大小为100mm#215;100mm#215;100mm正方体试件，每组3件，共3组。按照不同水灰比需要的配比得到砂浆，在振动台上振动结束之后，埋入PVC管，埋入深度分别为9cm、7cm和5cm，成型结束后将试件带模具在相对湿度大于90%的养护室中养护24小时，养护结束后，拔出管内铝棒，在20#177;1℃的水中养护至预定龄期。养护结束之后，试件需要放置在105#176;C(较高的烘干温度会改变混凝土的微观结构，增大混凝土的毛细孔孔径、孔隙率以及孔的连通情况，使混凝土的吸水能力显著增强)的烘箱中干燥至恒重，此时可认为试件中的水分已蒸发，处于完全干燥状态。然后在插入湿度传感器，埋入深度分别为9cm、7cm和5cm，进行湿度的跟踪实验，其示意图如图2.3。

图3无压状态下砂浆单侧渗水水分传输实验示意图

4. 拟解决问题

(1) 水分传输实验中对试件确定位置数据的准确采集

(2) 水分传输过程的方程表达

(3) 水泥基材料液相传输与气相传输的区别和联系