[发明专利]一种用于测试多孔工程材料孔隙分布特征的方法

说明书

本发明提供一种用于测试多孔工程材料孔隙分布特征的试验装置和方法，包括固定架、水箱、试件桶、进水管、拉力传感器、压力传感器及数据采集系统；进水管可以稳定匀速向水箱注入自来水，设有阀门；水箱水平置于桌面，侧壁下方设有出水口；固定架架于水箱上方，拉力传感器垂直固定于固定架下方，试件桶用于容纳试件进行测试，通过悬挂于拉力传感器上而置于水箱底面上方，所述压力传感器固定于水箱侧壁下方，所述拉力传感器与压力传感器与数据采集系统连接。通过测试试件在不同浸水高度下的浮重，可以有效计算出浸水部分排开水的体积，从而得到连通孔隙的体积，此方法科学有效且操作比较简便，整个试验装置结构简单，便于操作，易于推广。

技术领域

本发明涉及一种用于测试多孔工程材料孔隙分布特征的方法，属于工程材料监测技术领域。

技术背景

近些年来，由于材料科学技术的不断发展，很多研究表明多孔材料因其多孔结构而具备较多优良的性能，因此各种多孔工程材料出现在工程应用中。比如，多孔路面材料越来越多的用于路面铺装中：多孔透水砖用于铺装与人行道，自然降水能够迅速透过地表，防止路面积水；多孔水泥混凝土用于铺装在停车场、公园、体育馆等轻型路面，具有缓解环境高温，吸收环境噪声；开级配磨耗层(OGFC)用于市政道路和公路上，可以降低轮胎/路面噪声、增加路面抗划、减少行车水雾等，从而增加行车的安全性和舒适性，以及聚氨酯碎石混合料、保水型路面的母体材料等都由于多孔材料的功能特征而广泛应用于路面铺装中。除此之外，多孔陶瓷材料、多孔高分子材料、多孔金属材料也由于其各自的性能优越性而广泛应用于工程实践中。

而对于以上多孔工程材料，其孔隙分布特征是影响其性能的最主要的因素，通过合理的试验方法对其测试和了解是正确有效的应用多孔工程材料的前提和基础。而目前用于测试多孔工程材料，特别是多孔路面材料的孔隙特征的方法中，一般采用真空浸水法测试试件的整体平均孔隙率，以此来表征试件的孔隙特征，而多孔路面材料由于材料组成、成型工艺以及铺装工艺等因素，孔隙分布并不均匀，这也对其路用性能有较大影响，以单一的平均孔隙率评价多孔路面材料的路用性能不够全面和科学，也有较少采用工业CT扫描对试件进行三维图像重构，该测试结果较为精确，但对设备要求高，测试时间长，且价格十分昂贵。因此开发一种简单易行、操作方便、测试精准的试验装置以及提出一种评价多孔材料孔隙分布特征的科学参数来表征试件的孔隙分布特征不仅可以用来评价多孔路面材料的路用性能，还能用来优化配合比设计、改进成型和施工工艺等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种采用数字化检测设备来测试多孔工程材料孔隙分布特征的方法，其装置及其方法能够全面、科学、高效的完成多孔材料孔隙分布特征的检测，可以克服现有技术的不足。

2.本发明的技术方案是：用于测试多孔工程材料孔隙分布特征的方法，它包括试验装置及试验方法，所述试验方法包括如下步骤：

S1.不放入试件，向水箱注水，测试试件桶的浮重随水位高度的变化，得到试件桶的浮力关于水位高度变化的线性系数，为试验中试件的浮重变化消除误差；随后将水箱中的水排出，并将试件桶风干；

S2.将试件放入试件桶中，得到试件的干重，保持试件竖直的置于试件桶的正中间，缓慢的向水箱注水直到水位没过试件顶面，通过实施监测拉力传感器和水压力传感器采集到的数据，即可得到试件在不同的浸水高度下的浮重；

S3.通过推导和数据处理，得到了试件连通孔隙率沿高度方向的分布律，在通过演算得到的“偏差率”来评价试件的孔隙分布的均匀性；

所述试验装置包括放置在水箱上的固定架，在固定架上通过拉力传感器连接有试件桶，试件桶位于水箱内，在水箱上设有带阀门的进水管进和出水口，且在水箱的底部设有压力传感器，所述拉力传感器与压力传感器与数据采集系统连接。