[發明專利]一種混凝土氣滲性測試設備及其測試方法

有效

• 申請號: 201510225420.4
• 申請日: 2015-05-04
• 公開（公告）號: CN104880394B
• 公開（公告）日: 2017-12-26
• 發明（設計）人: 王中平;倪曉旭;孫榮龍;周龍;程飛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N7/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 趙繼明

技術領域

本發明涉及一種混凝土耐久性測試技術，尤其是涉及一種混混凝土氣滲性測試設備及其測試方法。

背景技術

提高混凝土的耐久性，延長混凝土的實際使用壽命，是當前混凝土學術界研究的重點，其關鍵在于控制混凝土的滲透性。目前，表征混凝土的滲透性能，按滲透介質有水和O2、N2、空氣等滲透系數。按測試地點有現場測試與實驗室測試。

以氣體為滲透介質的滲透系數測試方法，目前常用的有Figg法和Cembureau法。

Figg法可以在實驗室與現場環境中測定混凝土密實性屬于半破損的方法，測試時，在混凝土表面鉆10mm的小孔，深度約40mm，將孔中的浮灰清除后打入一個緊貼孔壁的橡膠塞子，在孔的下部形成一個密封的區域，再在橡膠塞的中心穿上一根細針管，該針管外接一個帶閥門的真空泵，實驗時將密封區域抽真空，區域內的絕對壓力要小于0.45MPa,關閉真空泵，由于混凝土微孔的泄露，真空度將隨時間逐步減小，其測量的指標為密封區域內的絕對壓力從0.45MPa變到0.50MPa所要花費的時間，單位為秒。此方法雖然所需設備簡單，但密封效果不理想。試驗結果的可靠性與重復性受到學術界的質疑。

1989年，Kollek提出以O2氣為滲透介質測定混凝土滲透系數的Cembureau法，獲得國際上的廣泛接受。其原理為：給試樣施加穩定的氣壓，紀錄在此壓力下通過試樣的氣體流量，再轉換到滲透系數，以此比較混凝土滲透性能。該法采用了輪胎式的密封結構，密封效果非常理想，試驗步驟也非常嚴格。但是該方法依然只能在實驗室測試試樣，不能在現場環境中測試混凝土的氣體滲透性，然而真正決定現場混凝土耐久性的僅僅是表層那部分的抗滲性能，所以實驗室中測試的結果并不能完全反應混凝土的真實抗滲性與耐久性。

因此，研究一種操作簡單、密封效果好、設備便于攜帶、能在現場測試混凝土氣體滲透系數的測試方法是本領域技術人員的研究目標。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種便于現場測試的混凝土氣滲性測試設備及其測試方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種混凝土氣滲性測試設備，該設備用于測試混凝土試樣的氣滲性，包括供氣裝置和氣體流量計，該設備還包括儀器主體，所述儀器主體包括框體，所述框體上由內至外依次設有進氣圈、出氣圈和連接板，所述進氣圈的輸入端與供氣裝置連接，輸出端通過混凝土試樣與出氣圈的輸入端連接，所述出氣圈的輸出端與氣體流量計連接，所述連接板與混凝土試樣連接；

所述供氣裝置向儀器主體提供恒定氣壓的測試氣體，所述測試氣體自進氣圈依次經由混凝土試樣和出氣圈流至氣體流量計，進而根據氣體流量計算出混凝土氣體滲透系數。

所述進氣圈為底面為圓形，所述出氣圈底面為圓環形，所述進氣圈底面積與出氣圈底面積相同。

所述進氣圈和出氣圈之間設有內密封圈，所述出氣圈和連接板之間設有外密封圈。

所述供氣裝置包括氣源以及輸入端均與氣源連接的第一輸氣通道、第二輸氣通道和第三輸氣通道，所述第一輸氣通道的輸出端與進氣圈的輸入端連接，所述第二輸氣通道的輸出端與內密封圈的輸入端連接，所述第三輸氣通道的輸出端與外密封圈的輸入端連接。

所述第一輸氣通道上設有測試氣體除濕裝置。

所述氣源包括減壓閥，所述第一輸氣通道上設有精密減壓閥。

所述儀器主體還包括多個固定螺桿，所述連接板通過固定螺桿與混凝土試樣連接。

一種混凝土氣滲性測試方法，其特征在于，該方法包括步驟：

A.將儀器主體固定至達到齡期的結構混凝土試樣上，并將內密封圈和外密封圈內氣壓充至6～7個大氣壓；

B.向進氣圈通入氣壓恒定為測試氣壓的測試氣體，記錄氣流穩定后透過混凝土試樣的氣體流量，并計算滲透系數：

其中：D為滲透系數，L為有效滲透厚度，Q為氣體流量，μ為氣體黏度，Pa為當地大氣壓力，A為透氣面積，P為測試氣壓；

C.改變測試氣壓，重復步驟B三至五次，將測得的多個滲透系數取平均值作為混凝土試樣的測試值。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1)本發明測試設備不需要將整個混凝土試樣取出，只需要將儀器主體與混凝土試樣表面連接即可，可以避免分割混凝土的成本，可以大大簡化操作繁瑣度，便于現場測試。

2)密封圈可以引導測試氣體經由混凝土試樣從進氣圈流至出氣圈，提高測量氣體流量的精度，進而提高測試精度。