[發明專利]一種混凝土表面毛細吸水率自動測試系統及其測試方法

有效

• 申請號: 201310441396.9
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103471953A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 周春圣;曲海濤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N5/02
• 分類號: G01N5/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種測試系統及其測試方法，特別是混凝土表面毛細吸水率自動測試系統及其測試方法。

背景技術

混凝土材料的耐久性對于混凝土結構全壽命周期的安全性、經濟性具有重要意義。如何正確評估、檢測混凝土材料的耐久性，對于混凝土材料的工程應用非常重要。混凝土的耐久性與侵蝕性介質通過材料內部的孔隙、裂紋往內部遷移的快慢密切相關。毛細吸水率能定量刻畫在毛細作用下混凝土材料吸入水分的容易程度或快慢，且與水分擴散率、滲透率之間存在明確、嚴格的理論關系，是一個定量表征混凝土材料耐久性優劣的重要指標。相比于混凝土氣體、水分及氯離子滲透率等指標的測試來說，表面毛細吸水率通過測量混凝土試件單位面積吸水質量隨時間的變化快慢來評價混凝土材料物質傳輸性能、耐久性能的好壞，測試原理簡單且尤其適合于表征與耐久性直接、密切相關的表層混凝土的質量優劣，在學術界與工程界廣泛應用。

表面毛細吸水率測試要求監測側面密封的試件在表面與水接觸過程中的質量變化，實際測量時往往直接通過手工測量混凝土試件的質量變化來計算。此時隨著表面毛細吸水的進行，在整個測量過程中難以保證混凝土試件浸沒在水中的深度始終恒定為一較小值。其次，由于混凝土試件密度、質量均較大而吸水質量相對很小，直接測試吸水混凝土試件的質量時還要求用濕布擦干試件與水接觸表面上的自由水，這使得吸水質量的測量精度低且容易受到人工操作誤差的影響。此外，手工測量吸水混凝土試件的質量必然需要花費一定的時間，測試質量期間不能停止計時而此期間混凝土試件表面的水力邊界條件被改變，這會使得表面接觸自由水并在毛細驅動力作用下將水吸入材料內部的整個過程受到干擾。上述多方面的影響因素使得表面毛細吸水率的測量結果可能引入較大誤差，且難以長時間連續進行監測。Sabir于1998年提出采用懸掛式的電子天平直接測量吸水混凝土試件的質量變化來換算毛細吸水率，盡管可以避免手工擦干試件與水的接觸面導致的人工操作誤差，但該系統測試時仍不能保證試件浸沒于水中的深度始終恒定為一較小值。Cerny等于2006年提出采用馬氏瓶裝置來維持水位恒定，他在Sabir的測試裝置的基礎上有些改進，但它與Sabir所提裝置一樣通過測量密度、質量較大的混凝土試件的質量變化來計算吸水質量，由于毛細吸水產生的質量變化非常微小而傳統馬氏瓶的靈敏度（待測水位變化的靈敏度約為0.5mm）不能滿足要求，使得混凝土毛細吸水質量的測量精度難以保證，對測試長期吸水質量變化尤其不利。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有表面毛細吸水率測試系統難以保證混凝土試件浸沒在水中的有效深度始終恒定為一較小值，不能對混凝土試件的吸水質量進行實時、自動化連續測量并且存在手工操作等引入的偶然誤差、測試靈敏度低、精度低的問題，提供一種混凝土表面毛細吸水率自動測試系統及其測試方法。

本發明的一種混凝土表面毛細吸水率自動測試系統，由恒壓給水單元、電子天平和試件吸水單元構成，恒壓給水單元與試件吸水單元通過出水管、硅膠軟管和進水管連通；

所述的恒壓給水單元由恒壓給水密封瓶、氣體連通管、平衡進氣管和出水管構成；所述的電子天平設置在恒壓給水密封瓶底端并用來測量恒壓給水單元的重量；其中，氣體連通管與平衡進氣管均設置在恒壓給水密封瓶的上端，氣體連通管在恒壓給水密封瓶內部的一端設置在靠近恒壓給水密封瓶的上端，平衡進氣管在恒壓給水密封瓶內部的一端設置在靠近恒壓給水密封瓶的下端；氣體連通管上部設置有一個氣體閥門；平衡進氣管上部設置有一個氣體閥門；平衡進氣管底部設置有一個針管；帶閥門的出水管一端與恒壓給水密封瓶底部側端連通，另一端通過硅膠軟管與進水管連通，所述的進水管與試樣密封室底部側面連通；

所述的試件吸水單元由試樣密封室、進水管、排水閥、調節閥、L型水位計和試樣支撐件構成；其中，試樣密封室上部設置有一個水平儀，在下端設置有進水管，在密封室右側下端設置有L型水位計，L型水位計另一端朝上設置；試樣密封室右側上端設置有調節閥；排水閥設置在試樣密封室的底部；試樣密封室底部內側設置有三個等高的試樣支撐件。

本發明的一種混凝土表面毛細吸水率自動測試系統的測試方法如下：