[发明专利]利用砼管试件测试混凝土气体渗透性的试验方法

说明书

本发明属于建筑材料领域，为利用砼管试件测试混凝土气体渗透性的试验方法，利用砼管预制模具制作砼管试件，并在标准条件下对试件进行养护；将砼管测试装置组装好；先向砼管内充入一定量的气体，利用皂泡法对充气口和装置接缝处进行检漏，确保装置气密性良好；向砼管内充入一定量的气体，利用压力传感器对砼管内外的气压差随时间的变化情况进行实时监测；利用COMSOL Multiphysics软件对测试系统进行建模，将测试数据输入建模模型中进行比对，进而计算出砼管壁即混凝土材料的气体渗透率。本发明可以对砼管内外的气压差随时间的变化情况进行监测，并通过数值模拟计算出混凝土材料的气体渗透率。

技术领域

本发明属于建筑材料领域，涉及对于混凝土材料气体渗透性的测试，提供的测试装置能够准确的测出混凝土材料的气体渗透率，具有重要的实用价值。

背景技术

混凝土是一种多孔材料，孔的存在强烈地影响着它的强度、韧性等性质，混凝土内部的孔结构更是与其渗透性、气密性、耐腐蚀性等耐久性方面的性能息息相关。渗透性是混凝土耐久性的主要指标之一，目前在测定该性能时主要使用2类渗透介质:水和气体。以水为渗透介质时，由于水泥的继续水化、物质的迁移、毛细管结构的改变等使渗透过程难以达到稳态，因此水的渗透系数较难测得准确，致使研究的兴趣逐渐转向了以气体为渗透介质的测试方法。由于实验原理、预处理方法等不同，混凝土气体渗透性(简称为气渗性)的测试方法常用的有如下几种：①Figg在1973，85：213-219，Magazine of Concrete Research上发表“Methods of measuring the air and water permeability of concrete”的文章，其中介绍了一种测试混凝土材料气渗性的方法。其原理为：在试样上钻一直径为5.5mm、深度30mm的孔，表面用橡胶塞密封，用一注射器插入橡胶塞中抽真空，测量压力从15kN/m²增到20kN/m²所需的时间，以计算气渗系数。Figg法对孔隙率、含水率较为敏感，与混凝土耐久性相关性良好，但密封效果不理想。②Kollek在1989，3：225-230，Materials andStructures上发表“The determination of the permeability of concrete to oxygenby the Cembureau method-a recommendation”的文章，介绍了Cembureau法。其原理为：以O₂为渗透介质测定混凝土渗透系数，给试样施加稳定的气压，记录在此压力下通过试样的气体流量，再转换为渗透系数，以此来比较混凝土渗透性能。为满足试样周边的密封要求，采用了轮胎式的结构。该方法的不足之处在于测试步骤严格、程序复杂。③石亮等在2012，10：11-15，《混凝土与水泥制品》上发表“TORRENT法测试混凝土空气渗透性能研究”的文章，其中介绍了TORRENT法。它采用负压吸盘式测试，无须密封，适合现场测试，但误差较大。

经列举的以上文献表明，国内外对混凝土材料气体渗透性的测试均通过小体积的混凝土试块实现，基于厚壁圆筒结构混凝土试件(砼管)对材料气体渗透性的测试方法尚未见报道。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一套利用砼管试件对混凝土气体渗透性进行测试的装置，使用它可以对砼管内外的气压差随时间的变化情况进行监测，并通过数值模拟计算出混凝土材料的气体渗透率。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：利用砼管预制模具制作内径30cm，外径42cm，高度40cm的砼管试件，并在标准条件下对试件进行养护；将砼管测试装置组装好；测试前，先向砼管内充入一定量的气体，利用皂泡法对充气口和装置接缝处进行检漏，确保装置气密性良好，再进行测试；测试时，向砼管内充入一定量的气体，利用压力传感器对砼管内外的气压差随时间的变化情况进行实时监测，并用无纸记录仪采集数据；将砼管内外气压差变化数据进行整理；利用COMSOL Multiphysics软件对测试系统进行建模，将测试数据输入建模模型中进行比对，进而计算出砼管壁即混凝土材料的气体渗透率。