Page 94 - 2022年第53卷第1期

质量和试件完全饱和状态下的质量；t 为时间；D 为扩散系数；x 为试件与水接触的位置。
在毛细吸水中，虽然重力效应可能变得显著，但是在短期或者中短期内孔隙的毛细作用还是占
主导，重力作用可以被忽略 ［23］ 。
根 据 文 献 ［27］ ， 当 混 凝 土 材 料 相 同 时 ， xt -1/2 与θ 成 特 定 的 对 应 关 系 ， 为 简 化 计 算 ， 引 入

Boltzmann 变量ϕ = xt -1/2 ，代入式（1），可以得到：
1
- ϕ dθ = d é ê D ( ) dθ ù ú （2）
θ
2 dϕ dϕ ë dϕ û
为方便计算，引入吸水系数 S，其计算表达式为：
1
) ϕdθ
S = (Θ - Θ i  （3）
s
0
式（2）可以用近似解计算：
a
1 D ( ) B
 da = sϕ + ϕ 2 （4）
2 a
θ 2
其中：
m - m
Θ = ρ V 0 （5）
i
水 c
æ
1
)
ç
θ
s = S ≈ç (1 + θ D ( )dθ ö ÷ 1 2 （6）
Θ - Θ i è 0 ÷ ø
s
B = 2 - s 2 （7）
1
 D ( )dθ
θ
0
θ
扩散系数D ( )通常表示为θ 的指数形式：
θ
D ( ) = D e nθ （8）
0
式 中 ： n 为 经 验 拟 合 系 数 ， Lockington 等 人 ［28］ 根 据 试 验 结 果 建 议 混 凝 土 材 料 n 取 值 为 6； a 为 函 数
a
D ( ) a在[θ，1 ]区间内的积分变量；s 为比例吸水系数；Θ为体积含水量，Θ 为饱和状态下体积含水
s
量，Θ 为初始状态下体积含水量；ρ 为水的密度；V 为试件体积。
i
c
水
将式（8）代入式（6）、式（7）可得：
2 2
D = n s = s 2 （9）
0 n )
e (2n - 1 - n + 1 123.131
n
B = e - n - 1 ≈ 0.164 （10）
n )
n( e - 1
由式（4）可以近似得出试件内位置与其饱和度的关系：
-s + s + 4Bλ( )
θ
2
x = t 1 2 （11）
B
a
1 D ( )
θ
λ( ) =  da （12）
θ a
采用下吸法研究初始饱和度、吸水时间等初始条件对混凝土水分传输特性的影响，配置质量分
数为 5%的 NaCl 溶液，将试件每 3 个分为一组，分别对试件在 55 ℃、105 ℃条件下烘干 8 h，烘干后将
试件密封放置 12 h，使试件温度缓慢降至试验温度，让试件内部水分尽量分布均匀，试验温度控制
在室温 20 ℃左右。待降至室温后对试件进行封蜡处理，将石蜡加热至液态后分别均匀涂抹在试件的
上表面和侧面，确保试件内部水分迁移为一维状态，待石蜡凝固后将处理好的试件做好标记，放在
试验环境中冷却至试验温度。对试件前处理完成后按照称重法和劈开显色法的试验流程放入 NaCl 溶

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