1.3靜水壓和滲透壓假說
靜水壓理論：混凝土在潮濕條件下，配重塊，首先毛細(xì)孔吸滿水，混凝土在攪拌成型時(shí)都會(huì)帶一些大的空氣泡，這些空氣泡內(nèi)壁也能吸附水，但在常壓下很難吸滿水，總還能留有沒有水的空間。在低溫下毛細(xì)孔中水結(jié)成冰，體積膨脹，趨向于把未凍水推向大的空氣泡方向流動(dòng)，這就形成靜水壓力。
滲透壓：是由孔內(nèi)冰與未凍水兩相的自由能之差引起的。冰的飽和蒸汽壓小于水的。這個(gè)蒸汽壓的差別推動(dòng)未凍水向區(qū)遷移，這就是滲透壓。
凍融循環(huán)對(duì)混凝土的破壞是水轉(zhuǎn)變?yōu)楸捏w積膨脹造成的靜水壓力和冰水蒸汽壓差別所造成的滲透壓力共同作用的結(jié)果。對(duì)于兩者何者是凍壞主要原因，許多學(xué)者持 不同見解。湖南大學(xué)的李天援從理論分析計(jì)算著手及客觀存在的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出發(fā)來論證靜水壓和滲透壓大小，危害作用及程度。后得出靜水壓是混凝土凍害的主要因 素。這一理論是在肯定混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)和混凝土中水的存在形式的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加深了對(duì)混凝土受凍機(jī)理的研究，把力學(xué)觀點(diǎn)和運(yùn)算應(yīng)用于此，使得關(guān)于混 凝土的受凍機(jī)理的理解科學(xué)化。
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1.2 混凝土中水的存在形式及空隙中飽水程度
在混凝土硬化初期混凝土中水存在形式：
1結(jié)晶水。如鈣礬石等晶體中所含的水稱結(jié)晶水，這部分水是不可能結(jié)冰的。
2吸附水。也稱凝膠水，存在于各種水化物，如鈣礬石的膠凝孔中，因凝膠孔尺寸很小，一般為15!～20!之間僅比水分子大一個(gè)數(shù)量級(jí)，銀行隔離帶配重塊，可認(rèn)為在自然條件下這部分水是不可能結(jié)冰的。
3毛細(xì)孔水。存在于毛細(xì)孔中，這部分水是可凍的。由開文公式：rtlnpr/po=m/d2σ/r式中r為氣體常數(shù)；t為溫度；pr為曲 率半徑為γ的毛細(xì)管中液體的蒸汽壓；po為大體積液體的蒸汽壓；d為水的密度；σ為表面張力；r為毛細(xì)管中的液體曲率半徑。得知隨毛細(xì)孔半徑的減小，水蒸 氣的冰點(diǎn)也隨之下降。例如：半徑為5!的孔中純水冰點(diǎn)為-5℃，而半徑為115!孔中水要到-70℃才結(jié)冰。
4游離水。也稱自由水，存在于各種固體顆粒之間，是可凍水。由此可見混凝土凍害是由于游離水和孔徑較大的毛細(xì)水結(jié)冰造成的。水轉(zhuǎn)化為冰體積約增大9%，若硬化混凝土孔隙中的游離水達(dá)到飽和，則會(huì)在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞。
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