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1.2　混凝土中水的存在形式及空隙中饱水程度

在混凝土硬化初期混凝土中水存在形式：

（1）结晶水。如钙矾石等晶体中所含的水称结晶水，这部分水是不可能结冰的。

（2）吸附水。也称凝胶水，存在于各种水化物，如钙矾石的胶凝孔中，因凝胶孔尺寸很小，一般为15!～20!之间仅比水分子大一个数量级，可认为在自然条件下这部分水是不可能结冰的。

（3）毛细孔水。存在于毛细孔中，这部分水是可冻的。由开文公式：rtln（pr/po）=m/d（2σ/r）式中r为气体常数；t为温度；pr为曲率半径为γ的毛细管中液体的蒸汽压；po为大体积液体的蒸汽压；d为水的密度；σ为表面张力；r为毛细管中的液体曲率半径。得知随毛细孔半径的减小，水蒸气的冰点也随之下降。例如：半径为5!的孔中纯水冰点为-5℃，而半径为115!孔中水要到-70℃才结冰。

（4）游离水。也称自由水，存在于各种固体颗粒之间，家具配重块，是可冻水。由此可见混凝土冻害是由于游离水和孔径较大的毛细水结冰造成的。水转化为冰体积约增大9%，若硬化混凝土孔隙中的游离水达到饱和，则会在混凝土内部产生内应力，使混凝土结构发生破坏。

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1.3静水压和渗透压假说

静水压理论：混凝土在潮湿条件下，首先毛细孔吸满水，混凝土在搅拌成型时都会带一些大的空气泡，这些空气泡内壁也能吸附水，但在常压下很难吸满水，总还能留有没有水的空间。在低温下毛细孔中水结成冰，体积膨胀，趋向于把未冻水推向大的空气泡方向流动，这就形成静水压力。

渗透压：是由孔内冰与未冻水两相的自由能之差引起的。冰的饱和蒸汽压小于水的。这个蒸汽压的差别推动未冻水向区迁移，这就是渗透压。

冻融循环对混凝土的破坏是水转变为冰的体积膨胀造成的静水压力和冰水蒸汽压差别所造成的渗透压力共同作用的结果。对于两者何者是冻坏主要原因，塑胶配重块，许多学者持不同见解。湖南大学的李天援从理论分析计算着手及客观存在的实验现象出发来论证静水压和渗透压大小，危害作用及程度。后得出静水压是混凝土冻害的主要因素。这一理论是在肯定混凝土的孔隙结构和混凝土中水的存在形式的基础上，进一步加深了对混凝土受冻机理的研究，把力学观点和运算应用于此，使得关于混凝土的受冻机理的理解更加科学化。

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