[发明专利]混凝土原位无损气体渗透率测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土的测试，具体而言，涉及一种混凝土原位无损气体渗透率测量装置及方法。

背景技术

类混凝土材料（岩石、混凝土和砖等）的渗透性是影响其耐久性的关键因素之一。目前渗透率测量方式按选取的渗透介质来区分，可以分为液体、气体两类，对应的测试方法分别为水压、气压测试法。

按照测量方式来区分，可以分为取样、不取样两类。①目前都是以取样为前提，在实验室内检测混凝土试件的渗透性。这种实验方法一般属于破坏性实验，对于完好的混凝土试件，取样方法破坏了混凝土构件的完整性；对于已损伤混凝土构件，例如含有裂缝等，取样过程会改变混凝土的原始损伤状态，甚至很可能破坏试样的完整性。这种方法会带来较大的测量误差。②不取样测试。目前不需要取样的原位测试系统，主要用于测量混凝土表层气体渗透率。这种方式不适用于混凝土构件内部渗透率测量，原因如下：1）为了保证测量设备与测试表面的密封性，需要在测试区域周围设计锚固螺栓，造成测试区外围混凝土破坏；2）该装置测量原理是通过向封闭气罩内增加气压，根据封闭气罩内的压力衰减规律计算表层混凝土的渗透率，测量区域很难评估。

发明内容

本发明旨在提供一种混凝土原位无损气体渗透率测量装置及方法，以解决上述测量方式不适用于混凝土构件内部渗透率测量的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种混凝土原位无损气体渗透率测量装置，包括：

集气罩，用于粘接在待测混凝土表面，形成封闭的空间；

气体压力变送器，安装在所述集气罩的外表面，用于在所述集气罩在负压状态下，采集所述集气罩内的压力；

气体质量流量控制器，安装在所述集气罩与真空泵之间的管路上，用于检测和控制当前的气体流量；

真空泵，用于抽出经过所述气体质量流量控制器的所述集气罩内的气体；

安装在所述管路上的多个阀门，用于控制所述管路上的气体通过；

控制器，与所述气体压力变送器、所述气体质量流量控制器相连接，通过二者感应到的参数，确定所述混凝土的气体渗透率。

本发明还提供一种包含上述装置的混凝土原位无损气体渗透率测量方法，包括：

将所述集气罩放置在混凝土表面，所述集气罩的边缘与所述混凝土表面粘接有密封剂；

采用真空泵抽所述集气罩内的气体，形成负压，采集所述气体压力变送器测量的所述集气罩内的压力、所述气体质量流量控制器测量的所述管路的气体流量；

通过以下公式确定所述混凝土的渗透率k；

k=2μQscpscLGA(p12-p02)]]>

其中，G为修正因子，是集气罩内抽取的气体所经过的混凝土的体积与集气罩内部正下方投影所对应的混凝土体积的比值；Q_sc是标准状态下气体流量；p_sc是标准状态气体压力；μ是当前环境温度下的气体动力粘度；L是所述混凝土厚度；A是所述集气罩截面积；p₁是集气罩外大气压力；p₀是集气罩内部压力。

本发明实施例，由于采用真空泵，测量方式不同于以往的测量方式，在不破坏混凝土的情况下，测量渗透率；另外，一直以来测量渗透率的方法都是正压；采用本发明的装置通过负压实现测量渗透率，采用较简单措施即可保证集气罩与混凝土表面接触区域的密封效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了实施例的结构图；

图2示出了实施例中的系数G的计算模型的示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。