[发明专利]一种气态水在沥青砂浆中扩散模式的划分方法

权利要求书

1.一种气态水在沥青砂浆中扩散模式的划分方法，其特征在于，所述划分方法具体包括以下步骤：

步骤一、基于一维扩散理论，制备径高比大于10:1的薄板型沥青砂浆试件，确保扩散过程沿试件轴向发生；

步骤二、开展恒定温度T、不同相对湿度条件下的气态水吸附试验，测定干燥试件质量W₀及每一湿度条件下达到吸附平衡时的试件质量W_∞，依据式计算各湿度下试件的平衡吸附量W；

步骤三、开展恒温恒湿条件下的气态水扩散试验：

温度恒定为T；将试件固定于盛有饱和盐溶液或蒸馏水的容器开口处，并密封试件与容器的接触缝隙，试件的上下表面形成恒定湿度差，测定不同时刻试件装置的整体质量M，直至达到质量随时间匀速变化的稳定阶段；

步骤四、通过数据分析软件对步骤二获得的数据进行拟合，得到试验温度下的气态水等温吸附曲线对步骤三扩散试验获得的数据进行计算，得到不同扩散模式扩散通量占总扩散通量的比重；具体步骤如下：

步骤四一、有效扩散系数D采用步骤三扩散试验稳定阶段时的数据进行计算，如式(1)所示：

其中，H为试件高度，为容器外部相对湿度，表示容器内部相对湿度，Δt为步骤三中两次质量测定的时间间隔，Δm为给定时间间隔Δt内试件装置的质量损失，A指的是试件的扩散面积，即，容器开口的面积，p_s为某温度下水蒸气饱和蒸气压，R_v为水蒸气气体常数；

步骤四二、计算总扩散通量j：

步骤四三、通过式(3)计算浅表水分的质量浓度：

其中，ρ_s为材料的骨架密度，ρ表示材料表观密度；

步骤四四、材料空隙中水蒸气的质量浓度c_v和相对湿度之间的关系，如式(4)所示：

其中，ε表示空隙率；

步骤四五、体积扩散系数D_v按式(5)计算：

其中，μ表示扩散阻力系数；

步骤四六、水分子在孔壁上引起浅表扩散通量，浅表扩散系数D_s的表达式，如式(6)所示：

步骤四七、多孔介质中，由体积扩散引起的水蒸气通量用菲克定律描述，如式(7)所示：

其中，j_v表示体积扩散通量；

步骤四八、浅表扩散通量j_s如式(8)所示：

步骤四九、最终得到不同扩散模式引起的扩散通量占总扩散通量的比重；

体积扩散通量和占总扩散通量的比重为：

浅表扩散通量占总扩散通量的比重为：

2.根据权利要求1所述一种气态水在沥青砂浆中扩散模式的划分方法，其特征在于，步骤三中，采用恒温恒湿培养箱提供恒温恒湿条件。

3.根据权利要求1所述一种气态水在沥青砂浆中扩散模式的划分方法，其特征在于，步骤四五公式(5)中，扩散阻力系数μ的计算方式为：

其中，τ表示迂曲度。