[发明专利]一种混凝土及其表面覆膜涂层材料的气体渗透率测量方法

说明书

本发明公开了一种混凝土及其表面覆膜涂层材料的气体渗透率测量方法，采用围压密封，加大测量系统进气压与出气压，形成气压差，调节系统快速平衡，混凝土表面覆膜试块的半径r(m)，混凝土基体长度为l(m)，覆膜涂层厚度为h(m)，在工字型密封橡胶套筒夹持装置中，于试块上表面施加稳定气压为P1(Pa)，下表面与大气连通气压为P0(Pa)，覆膜涂层与混凝土基体间气压为Ps(Pa)，获取稳定气体流量为Q(m3/s)，则可推导混凝土材料渗透率kc和覆膜涂层材料渗透率km，测试过程高效，利用工字型密封橡胶套筒夹持装置一次安装密封、多次差压测量，获取不同压差条件下的气体流量读数，根据多组测量结果采用最小二乘法原理，获取混凝土材料和覆膜涂层材料渗透率的最佳估值。

技术领域

本发明涉及混凝土及其表面覆膜涂层材料的气体渗透率测量领域，具体是一种混凝土及其表面覆膜涂层材料的气体渗透率测量方法。

背景技术

混凝土是重要的建筑材料之一，在实际工程中得到了广泛的应用，如公路桥梁、高层建筑、地下工程等。随着时间推移混凝土结构会逐步破坏，混凝土结构耐久性己成为工程界普遍关注的问题。混凝土的耐久性与混凝土对物质的传输性能密切相关。H₂O、CO₂、氯离子、酸根离子等进入混凝土，会与水泥水化产物和埋入钢筋发生反应，它们被认为是破坏混凝土结构的主要物质。对于暴露在大气中的结构来说，较低的气渗性可防止由于碳化引起的破坏；为了防止钢筋锈蚀必须使混凝土结构的气渗性降低，使酸性物质及水分无法渗入混凝土内部；对于用来储存放射性废料的混凝土结构，应该具有较低的气渗性从而防止放射物质发生泄漏。为了提高混凝土的长期抗渗性能，一方面是降低混凝土材料的孔隙率，提高基体密实度以减少内部物质的渗透传输；另一方面是对混凝土进行表面覆膜处理，通过高致密度的表面覆膜涂层材料阻止外部物质的渗透侵入。

测定混凝土及其表面覆膜涂层材料的渗透率，可以对经表面涂覆处理的混凝土结构进行抗渗性分析。由于混凝土材料和覆膜涂层材料的渗透机理不同，目前研究同时测量并分析两类材料综合渗透率的技术方法非常有限，因此有必要研究混凝土及其表面覆膜涂层材料的渗透率测量方法，研制一套同时测定混凝土材料和表面覆膜涂层材料的渗透率测量装置。

发明内容

本发明专利的目的是设计一种差压式气体渗透率测量系统，通过制作标准尺寸的混凝土表面覆膜试块，能够在一次安装密封、多次差压测量的条件下，根据本专利建立的计算方法获取混凝土材料及其表面覆膜涂层材料的气体渗透率。该系统具有操作简单、应用广泛、系统灵敏度高等优点，解决了孔隙介质材料和膜介质材料的气体渗透率同时测定问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种混凝土及其表面覆膜涂层材料的气体渗透率测量方法，包括以下步骤：

S1：试块夹持安装：在夹持装置外壳内放入工字型密封橡胶套筒，将上端头压紧工字型密封胶套上端唇边，上端头与唇边接触处内嵌压环，进行二次密封；用上锁紧螺纹套筒将上端头与外套管上端旋紧，保证加持装置上端密封；岩芯室内放入混凝土表面覆膜涂层标准试块；将密封套橡胶筒带有内嵌橡胶压环部分压紧工字型密封橡胶套筒唇边，旋紧下锁紧螺纹筒，最后将下端头下旋，至试块，即顶紧试块时，加持装置下端密封完成；

S2：测量系统工作流程：将真空泵连接夹持装置围压进气口，使夹持装置外壳与密封橡皮胶套筒之间变成负压，轻松将标准试块送入夹持装置，按照上述步骤S1，将试块安装完毕；卸下真空泵后直接连接氮气罐(围压)，再将氦气罐(测试压)接口与夹持装置进气口连接；打开数据采集仪，查看流量计、流量控制器及压力传感器等初始状态；

S3：调整进口压力：首先打开氮气罐(围压)减压阀，加围压，围压压力范围为：0.2MPa～2.0MPa；打开氮气罐(测试压)减压阀，调整测试压力大小，要求围压是测试压的1.2～2.5倍；