[发明专利]测定水泥基材料中氧气扩散系数的方法及试验装置

摘要

一种用于测定不同暴露环境下水泥基材料中氧气扩散系数的方法，水泥基材料试件置于一定暴露环境下24h后，侧面用环氧树脂涂覆以隔绝外界空气的干扰，将试件置于该装置下，氧气在试件两侧浓度差的作用下通过水泥基材料试件的扩散面进行扩散。通过测出不同时刻下气体腔室中氧气浓度的数据，再结合Fick第一定律即可求出该暴露环境下氧气在水泥基材料中的扩散系数。以及提供一种用于测定不同暴露环境下水泥基材料中氧气扩散系数的试验装置。本发明的整个过程中氧气扩散的动力仅为浓度梯度，且试件一侧直接暴露于环境中，因此通过改变不同的暴露环境可测出不同暴露环境下氧气在水泥基材料试件中的扩散系数，测量简单，数据准确可靠。

主权项

一种用于测定不同暴露环境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，标准养护28d后将所测水泥基材料切割成一定厚度的圆柱体；并将试件置于一系列不同的暴露环境下24h；然后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1)所获试件垫上橡胶密封垫圈后用双头螺栓与气体腔室和夹持支座连接成一个整体；将腔室上部进气阀门与氮气瓶相连；移动活塞与氧气传感器相连；氧气传感器与氧气数据解调仪相连；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；整个装置连接好后将整体装置暴露在外界环境下；3)不同暴露条件下水泥基材料氧气扩散系数Df的测定打开氮气瓶，往气体腔室中充入一定量的氮气，利用在线式测氧仪与无纸记录仪监测到的不同时刻下气体腔室中的氧气浓度变化，结合理想气体状态方程、Fick第一定律得到该暴露条件下氧气扩散系数的计算公式：Df=N/[(∫0tdCdx·dt)·S]---(1)]]>式中：Df为氧气扩散系数，单位m2/s；为气体腔室与暴露环境之间的氧气浓度梯度，单位mol/m4，可根据所记录的不同时刻下气体腔室与暴露环境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。