0.引言

混凝土材料以其特有的优越性在建筑工程上得到广泛的应用。而其耐久性一直是引起全世界土木界关注的问题，美国1975年由于混凝土腐蚀引起的损失为700亿美元，1985年则达1680亿美元，而今后每年用于维修或重建的费用预计高达3000 亿美元。英国每年用于修复钢筋混凝土结构的费用达200亿英镑（合280亿美元），而日本目前每年用于房屋结构维修的费用约400亿日元（合3.3亿美元）以上 ^[1]。而混凝土的耐久性与其渗透性密切相关。

长期以来，国内外许多学者对混凝土的渗透性做了深入的研究^[2]，并取得了大量的成果。随着人们对混凝土渗透性的认识不断深入，对有关影响因素的理解趋于全面，各种新的试验方法也为混凝土渗透性的研究提供了必要条件，本文是针对表层对混凝土渗透性影响的研究。混凝土的表层是硬化混凝土与其服役环境直接交互影响的界面，是抵御有害介质侵入和环境损伤作用的第一道防线。传统的保障和加强表层混凝土性能的措施主要是加强养护，特别是早期养护，已为广大学者和工程人员所认知。^[3]随着对混凝土性能要求的进一步提高，表层强化技术应运而生，进一步提升混凝土的性能。因此，表层对于混凝土性能的影响成为表层强化技术发展与应用的基础研究之一，特别是强化后的混凝土表层对于混凝土性能的提升效果。本毕业设计课题将就表层对于混凝土渗透性能的影响开展初步的研究工作。

1. 混凝土耐久性简述

1.1混凝土渗透性的重要性

当下，混凝土的耐久性已成为土木工程界最为关注的热点问题之一。混凝土的耐久性问题涉及的内容比较多，影响因素和破坏机理也很复杂，但其共同点是：都是与水或其他有害液体或气体向其内部传输的难易程度有关。混凝土材料的腐蚀大多是在有水及有害液体或气体侵入条件下发生的。例如，混凝土中钢筋发生锈蚀破坏，主要原因是有氯离子破坏钢筋钝化膜或者二氧化碳气体由混凝土表面开始逐渐向内部破坏高碱性环境，以及有水分和氧气的参与等等。大量研究^[4-5]表明，混凝土的渗透性与其耐久性之间有着密切的联系，因此通常认为渗透性是评价混凝土耐久性的最重要指标。

目前我国大规模建设的势头还将持续几十年，许多关键土木基础设施及标志性建筑已提出服役寿命100年的要求，如杭州湾大桥和北京2008奥运会主体育场等。对混凝土结构而言，现场施工质量在很大程度上决定了混凝土结构未来的耐久性，而表层混凝土（一般指40mm 左右的混凝土保护层）的质量更应认真控制。

在2004年5月颁布的中国工程建设标准化协会标准《混凝土结构耐久性施工与设计指南》中第6.3.2条明确要求，对重要工程应在现场用便携式仪器检测评定现场表层混凝土的气体渗透性或水的渗透性。^[6]目前有关工作正在进行，对现场表层混凝土的渗透性将结合我国混凝土的特点设定不同的指数，用以在工程上进行质量控制。

1.2表层渗透性与混凝土的劣化

混凝土结构耐久性与混凝土材料本身的渗透性密切相关，尤其是表层混凝土，是抵御水、CO₂等有害介质侵蚀的第一道防线。而混凝土的养护条件的变化直接影响混凝土水化凝结硬化进程，养护期间，应重点加强混凝土的湿度和温度控制，尽量减少表面混凝土的暴露时间，及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖（可采用蓬布、塑料布等进行覆盖），防止表面水分蒸发。暴露面保护层混凝土初凝前，应卷起覆盖物，用抹子搓压表面至少二遍，使之平整后再次覆盖，此时应注意覆盖物不要直接接触混凝土表面，直至混凝土终凝为止。通过影响其中的矿物组成、孔隙率、孔结构及分布，从而影响混凝土的密实性、渗透性及耐久性。混凝土结构从建成起，自身便存在大量不连通的微裂缝，在环境因素及应力作用下，这些微裂缝不断扩展直至连通，此时混凝土的渗透性决定了水或有害介质进入内部的速度，从而决定了劣化发展的速度。裂缝扩展（由混凝土断裂能控制）加速了水等介质的渗透速度，也加速了劣化进程。交互作用的模型见图1-1。