[发明专利]一种多孔材料毛细吸水系数连续测定装置及方法

说明书

本发明公开了一种多孔材料毛细吸水系数连续测定装置及方法，该装置包括天平、吸水池、以及置于天平上的计量桶；所述计量桶底端开有出水孔，所述吸水池底端开有进水孔，所述出水孔与进水口通过管道连接，所述管道上设有液体输运器；所述吸水池上通过密封胶条固定有样品仓，所述样品仓内装有多孔介质样品，所述多孔介质样品四周被样品仓包裹；所述吸水池侧面设有液面测量室，所述液面测量室与吸水池连通；所述液面测量室连接有液位控制器，所述液位控制器通过测量液面测量室的液位从而控制液体输运器输送液体。本发明方法实现了毛细吸水过程连续、自动、精准的测量，可显著消除人工测量误差。

技术领域

本发明涉及多孔材料毛细吸水湿物性测试领域，尤其涉及一种多孔材料毛细吸水系数连续测定装置及方法。

背景技术

多孔建筑材料在典型建筑环境中会发生显著的湿分迁移现象，对建筑结构的耐久性和可持续性有很大的影响。在典型建筑环境中如雨水侵袭，地面积水等情况中，液态水的传递无法忽略。在多孔介质传质领域，毛细吸水系数也称吸水率，常用来表达多孔材料的吸水能力，对其进行定量分析研究对分析材料内部的湿迁移过程尤为重要，且能够为室内热湿环境的设计提供指导。

对于毛细吸水系数而言，通常采用标准的部分浸入法测量，根据试样累积吸水量与时间平方根的关系计算得到。上述测量方法虽得到了广泛的应用，但这种人工测试的方法中试件需频繁出入水中测量，测量擦拭时底面干湿状态不易掌握(或沥水过程时间较长)，严重打破了试件的正常毛细吸水过程，影响毛细吸水规律，也无法提高测量的准确性，测量过程均极为粗糙，远达不到对其规律进行精确描述的程度。

现有的技术研究中，虽有在线连续测量试样累积吸水量从而求得毛细吸水系数的测量方式，但这些理论测量方法存在以下一些问题：

1、试样不固定，调节试样高度并保持在一定水平线上的能力差，水位线的波动大，给现实测量的实现造成了一定的困难。

2、目前常见的在线测试方法主要直接测量材料质量变化，由于吸水质量增加，液面变化等因素，天平处于实时变化状态，容易产生累计误差，这对在线测精度提出挑战。

发明内容

本发明提供一种多孔材料毛细吸水系数连续测定装置及方法，将测量装置和吸水装置分离，通过测量被液态水被材料吸收的质量，可以有效提高测量精度和效率，实现了高精度连续测量。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种多孔材料毛细吸水系数连续测定装置，包括天平、吸水池、以及置于天平上的计量桶；所述计量桶底端开有出水孔，所述吸水池底端开有进水孔，所述出水孔与进水口通过管道连接，所述管道上设有液体输运器，用于将液体从计量桶输送至吸水池；所述吸水池上通过密封胶条固定有样品仓，所述样品仓内装有多孔介质样品，所述多孔介质样品四周被样品仓包裹，防止水从侧面挥发或流出；所述吸水池侧面设有液面测量室，所述液面测量室与吸水池连通；所述液面测量室连接有液位控制器，所述液位控制器通过测量液面测量室的液位从而控制液体输运器输送液体。

上述技术方案中，进一步地，所述多孔介质样品底部浸没于液体内，其顶部直接与空气接触。

进一步地，所述吸水池侧面的液面测量室为1个或者2个，设置1个时，设置在多孔介质样品下边界向上1-2mm处；设置2个时其中一个与多孔介质样品下边界在同一水平线上，另一个设于多孔介质样品下边界向上1-3mm处。设置1个传感器时，只能返回一个信号，液体输送器只能一个速度加水，此时样品还在吸水，容易造成液面低于样品下底面的情况。而设置两个液位测量室可以减少加水时的时间延迟，在低于高水位时慢速加水，低于低水位时快速加水，使得水位高度更有保障。水位如果过高，测量过程违背了测试原则中的一维过程；如果水位过低，则毛细细水过程会遭到破坏。