结构混凝土材料气体渗透性研究

Gas permeability is an important durability indicator for structural concretes. Considering the lack of fundamental research on the concrete gas permeability in China, this project aims to perform systematic research on the gas flow behaviors through concrete pore structure, relationship between pore structure and gas permeability, relationship between durability indicators and gas permeability as well as the standard test method for gas permeability. For gas flow behaviors, the project is to investigate the different regimes of gas flow under different external pressure and with different pore structures, to obtain the flow characteristics in terms of pressure and pore structure. For pore structure influence, the project will study the relationship between the pore size characterization, pore water saturation and the gas permeability, to get the ternary relationship "pore size-saturation-gas permeability". For relationship with durability indicators, the project is to establish the relations among the gas permeability, chloride diffusivity, electrical resistivity and surface absorption. Together with the indicator-based durability design procedure for concrete structures, the pas permeability is to be identified as another durability indicator with the values defined for different environmental actions and expected service lives. Finally the project is to solve basic experimental techniques as drying scheme and measurement dispersion to establish the standard test procedure for gas permeability measurement of structural concretes.

气体渗透性是结构混凝土耐久性的重要性能指标。课题针对目前我国结构混凝土材料气体渗透性研究的不足，将从气体渗流规律、气体渗透性与孔隙结构关系、气体渗透性与材料耐久性参数关系以及标准试验方法角度进行全面的基础研究。在气体渗透方面，课题将分析压力和孔隙结构对气体流动特性的影响规律，得到不同流动规律的适用条件；在孔隙结构对气体渗透性影响方面，课题将研究材料孔隙结构的主要表征参数以及孔隙含水率对气体渗透性的影响，得到典型结构混凝土材料的孔隙结构-含水率-气体渗透系数的三元关系；气体渗透性和耐久性参数关系研究方面，课题将针对同一孔隙结构研究混凝土材料的气体渗透性与氯离子扩散系数、电导率以及表面吸水率的关系，结合目前的耐久性指标化设计方法，得到用于混凝土结构耐久性设计的气体渗透性指标；标准试验方法方面，课题将解决试件含水程度以及测试离散性等基本试验问题，形成用于结构混凝土性能指标测试的标准方法。

气体渗透性是结构混凝土耐久性的重要物理指标。课题针对目前我国结构混凝土材料气体渗透性研究的不足，将从气体渗流规律、气体渗透性与孔隙结构关系、气体渗透性与材料耐久性参数关系以及标准试验方法角度进行全面的基础研究。在气体渗透方面，课题分析了压力和孔隙结构对气体流动特性的影响规律，得到在不同尺寸的孔隙中气体渗流的主要模态以及气体在复杂孔隙结构中非稳态流动时间及其与孔隙含水率的关系；在孔隙结构对气体渗透性影响方面，课题根据不同尺寸孔隙中气体的渗流机理建立了多模态气体渗流模型，并考虑了孔隙含水率对材料宏观气体渗透性的影响；气体渗透性和耐久性参数关系研究方面，课题通过对同一孔隙结构不同含水率对气体渗透性和电导率影响的互补关系提出了混凝土材料致密性判断的双参数关系；标准试验方法方面，课题通过大量试验研究测定了给定时间和给定目标含水率试件含水程度以及气体渗透性离散性，给出了结构混凝土性能指标测试标准方法的两套测试流程建议。