[发明专利]用于测定水泥基材料中氧气扩散系数的方法及试验装置

摘要

一种用于测定不同湿度下水泥基材料中氧气扩散系数的方法，包括以下步骤：1)水泥基材料待测试件的准备；2)整体装置的连接；3)不同湿度下水泥基材料氧气扩散系数Df的测定。以及提供一种用于测定不同湿度下水泥基材料中氧气扩散系数的方法的试验装置，包括供气系统、试件、左右气体腔室和传感测试系统。本发明的整个过程中氧气扩散的动力仅为浓度梯度，且装置两腔室中设有溶液池以保证整个试验过程在恒定的湿度下进行且湿度可通过改变不同的盐溶液进行改变，测量简单，数据准确可靠。通过氧气在不同湿度下水泥基材料中的传输规律可为进一步研究不同湿度下氧气对水泥基材料中钢筋的锈蚀过程提供数据基础。

主权项

一种用于测定不同湿度下水泥基材料中氧气扩散系数的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)水泥基材料待测试件的准备浇筑成型待测水泥基材料试件，将所测水泥基材料切割成设定厚度的圆柱体后，置于一系列不同的饱和盐溶液密闭容器中，待其达到内部湿度平衡；并在试件侧面用环氧树脂涂覆以隔绝外界大气的影响；2)整体装置的连接将步骤1)所获水泥基材料试件的端面分别与两气体腔室连接成一个密封整体；在两腔室底部溶液池中注入与步骤1)相同的饱和盐溶液，保证腔室内部湿度与试件湿度保持平衡；将气体腔室的进气阀门分别与两供气瓶相连；移动活塞分别与两氧气传感器相连；两氧气传感器与氧气数据解调仪相连；两氧气数据解调仪与数据记录仪相连；数据记录仪与计算机相连；整个装置连接好后保证连接的气密性良好并将整体装置放在恒温室内；3)不同湿度下水泥基材料氧气扩散系数Df的测定打开供气瓶，分别往两气体腔室中充入一定量的氧气与氮气，利用氧气数据解调仪与数据记录仪监测到的不同时刻下两气体腔室中的氧气浓度变化，结合理想气体状态方程、Fick第一定律可得到该湿度下氧气扩散系数的计算公式：式中：Df为氧气扩散系数，单位m2/s；为左右两腔室的氧气浓度梯度，单位mol/m4，根据所记录的不同时刻下两腔室的氧气浓度值得到其与时间之间的函数关系；t为试验时间，单位s；N为低氧腔室从t＝0至结束试验时增加的总氧气的物质的量，单位mol；S为氧气的有效扩散面积的，单位m2。