国家自然科学基金项目(50478100、50538070)、中国矿业大学青年科研基金项目（0B4454）资助混凝土氧气扩散系数的试验研究耿欧，袁迎曙(中国矿业大学建筑工程学院徐州221008)摘要：本文根据混凝土中氧气扩散的Fick扩散定律，研制了混凝土氧扩散系数测试装置；根据正交试验的原理，进行了混凝土水灰比、环境相对湿度和环境温度对混凝土氧气扩散系数影响的试验研究，得到了混凝土氧气扩散系数和混凝土水灰比、环境相对湿度和环境温度相互关系模型，为钢筋锈蚀的定量评价提供了科学依据。关键词：混凝土，氧扩散，耐久性1.引言从20世纪60年代开始，由于混凝土中钢筋腐蚀而引起的钢筋混凝土结构耐久性能的退化而带来的巨大的经济损失引起了世界各国的高度重视，对基于钢筋腐蚀引起的钢筋混凝土结构耐久性退化也成为耐久性研究领域中的一个重点研究方向。钢筋锈蚀发生与发展的必要条件之一就是要有足够的氧和水。研究表明，钢筋表面的氧量对钢筋锈蚀速度起着重要的作用。因此，氧气在混凝土中扩散速度的确定对于钢筋锈蚀的评价及腐蚀的防止具有重要的意义[1-3]。氧气在混凝土中的扩散主要取决于混凝土的水灰比、含水率及外界温度等因素。水灰比是决定混凝土孔结构的重要因素，在一定程度上决定了氧气在混凝土中的扩散速度，水灰比越大，氧气的扩散系数越大；混凝土的含水率对氧气的扩散系数也有重大影响，含水率越高，混凝土中的孔隙越被水充满，则扩散速度越慢。温度高时，氧分子运动加快，氧气的扩散系数也会相应地增大[1]。在目前的研究成果中，希腊学者Papadakis通过试验研究了二氧化碳在混凝土中的扩散系数[3]；文献[4～6]在此基础上，研究了混凝土孔隙率与水灰比的关系，并根据分子运动学的原理，利用氧气和二氧化碳摩尔质量比，确定了混凝土中氧气扩散系数和混凝土水灰比和空气相对湿度的关系；文献[2]以大量实际工程调查结果为基础，建立了氧气在混凝土中的扩散系数与混凝土抗压强度的定量关系，但这些研究成果中，均没有涉及温度对混凝土氧扩散系数的影响，本文在试验的基础上，研究混凝土水灰比、空气相对湿度及温度对混凝土氧扩散系数的影响，建立混凝土氧扩散系数计算模型，为钢筋锈蚀速率的定量评价提供科学依据。2．试验装置的设计及测试原理由于目前国内还没有直接测试混凝土氧气扩散系数的仪器，所以参照文献[7-10]中介绍的气体扩散测试装置，设计加工了如图1所示的试验装置。它主要是由上下两个可以密封的不锈钢座、气体压力计、流量计和...
