[發明專利]利用砼管試件測試混凝土氣體滲透性的試驗方法

有效

• 申請號: 201711497102.9
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號: CN109991121B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63653部隊
• 主分類號: G01N7/10
• 分類號: G01N7/10;G01N15/08
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯知識產權代理有限公司 65107
• 代理人: 白燁

本發明屬于建筑材料領域，為利用砼管試件測試混凝土氣體滲透性的試驗方法，利用砼管預制模具制作砼管試件，并在標準條件下對試件進行養護；將砼管測試裝置組裝好；先向砼管內充入一定量的氣體，利用皂泡法對充氣口和裝置接縫處進行檢漏，確保裝置氣密性良好；向砼管內充入一定量的氣體，利用壓力傳感器對砼管內外的氣壓差隨時間的變化情況進行實時監測；利用COMSOL Multiphysics軟件對測試系統進行建模，將測試數據輸入建模模型中進行比對，進而計算出砼管壁即混凝土材料的氣體滲透率。本發明可以對砼管內外的氣壓差隨時間的變化情況進行監測，并通過數值模擬計算出混凝土材料的氣體滲透率。

技術領域

本發明屬于建筑材料領域，涉及對于混凝土材料氣體滲透性的測試，提供的測試裝置能夠準確的測出混凝土材料的氣體滲透率，具有重要的實用價值。

背景技術

混凝土是一種多孔材料，孔的存在強烈地影響著它的強度、韌性等性質，混凝土內部的孔結構更是與其滲透性、氣密性、耐腐蝕性等耐久性方面的性能息息相關。滲透性是混凝土耐久性的主要指標之一，目前在測定該性能時主要使用2類滲透介質:水和氣體。以水為滲透介質時，由于水泥的繼續水化、物質的遷移、毛細管結構的改變等使滲透過程難以達到穩態，因此水的滲透系數較難測得準確，致使研究的興趣逐漸轉向了以氣體為滲透介質的測試方法。由于實驗原理、預處理方法等不同，混凝土氣體滲透性(簡稱為氣滲性)的測試方法常用的有如下幾種：①Figg在1973，85：213-219，Magazine of Concrete Research上發表“Methods of measuring the air and water permeability of concrete”的文章，其中介紹了一種測試混凝土材料氣滲性的方法。其原理為：在試樣上鉆一直徑為5.5mm、深度30mm的孔，表面用橡膠塞密封，用一注射器插入橡膠塞中抽真空，測量壓力從15kN/m²增到20kN/m²所需的時間，以計算氣滲系數。Figg法對孔隙率、含水率較為敏感，與混凝土耐久性相關性良好，但密封效果不理想。②Kollek在1989，3：225-230，Materials andStructures上發表“The determination of the permeability of concrete to oxygenby the Cembureau method-a recommendation”的文章，介紹了Cembureau法。其原理為：以O₂為滲透介質測定混凝土滲透系數，給試樣施加穩定的氣壓，記錄在此壓力下通過試樣的氣體流量，再轉換為滲透系數，以此來比較混凝土滲透性能。為滿足試樣周邊的密封要求，采用了輪胎式的結構。該方法的不足之處在于測試步驟嚴格、程序復雜。③石亮等在2012，10：11-15，《混凝土與水泥制品》上發表“TORRENT法測試混凝土空氣滲透性能研究”的文章，其中介紹了TORRENT法。它采用負壓吸盤式測試，無須密封，適合現場測試，但誤差較大。

經列舉的以上文獻表明，國內外對混凝土材料氣體滲透性的測試均通過小體積的混凝土試塊實現，基于厚壁圓筒結構混凝土試件(砼管)對材料氣體滲透性的測試方法尚未見報道。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一套利用砼管試件對混凝土氣體滲透性進行測試的裝置，使用它可以對砼管內外的氣壓差隨時間的變化情況進行監測，并通過數值模擬計算出混凝土材料的氣體滲透率。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：利用砼管預制模具制作內徑30cm，外徑42cm，高度40cm的砼管試件，并在標準條件下對試件進行養護；將砼管測試裝置組裝好；測試前，先向砼管內充入一定量的氣體，利用皂泡法對充氣口和裝置接縫處進行檢漏，確保裝置氣密性良好，再進行測試；測試時，向砼管內充入一定量的氣體，利用壓力傳感器對砼管內外的氣壓差隨時間的變化情況進行實時監測，并用無紙記錄儀采集數據；將砼管內外氣壓差變化數據進行整理；利用COMSOL Multiphysics軟件對測試系統進行建模，將測試數據輸入建模模型中進行比對，進而計算出砼管壁即混凝土材料的氣體滲透率。