本發(fā)明涉及混凝土滲透性測試技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種混凝土滲透性測試裝置及其測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著對混凝土材料認識的不斷提高，由耐久性引發(fā)的混凝土構(gòu)件劣化問題受到越來越多的重視。因此，如何快速準確有效的評價混凝土耐久性在建筑材料研究領(lǐng)域的重要性日益突出。滲透性作為評價混凝土耐久性的重要指標是指滲透介質(zhì)（如液體、離子或氣體）在壓力、化學(xué)勢或者電場作用下在混凝土中滲透、擴散或遷移的難易程度。

現(xiàn)有的混凝土滲透性測試技術(shù)主要是水滲法，氣滲法和離子滲透法。對于水滲法，由于無法適用于高強混凝土應(yīng)用面較窄;而對于離子滲透法則由于無法有效真實模擬現(xiàn)實環(huán)境下混凝土的狀態(tài)一直受到爭議；氣滲法則幾乎可以用于所有類型混凝土并且能有效反應(yīng)真實環(huán)境下混凝土的滲透性能。

1989年kollek提出的cembureau法是目前國際上廣為接受的一種混凝土氣體滲透性系數(shù)測試方法，它主要原理是給試樣加載穩(wěn)定氣壓，記錄此氣壓下穿過樣品的氣體流量再來求解滲透性系數(shù)。但由于該方法的測試裝置和操作存在較為復(fù)雜的問題，一直以來在實際測試中應(yīng)用并不廣泛。

因此，對于應(yīng)用氣體滲透性來高效評價混凝土耐久性而言，現(xiàn)有技術(shù)還有待改進和提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種混凝土滲透性測試裝置及其測試系統(tǒng)，具有操作簡單可靠且成本較低的優(yōu)點。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的一種混凝土滲透性測試裝置，包括中套、設(shè)置在中套頂部的上立蓋、設(shè)置在中套底部的下立蓋，以及上支架和下支架，所述上支架與下支架之間形成用于放置混凝土試樣的空間，所述上支架上設(shè)置有穿過上立蓋的上氣體接口，上支架與混凝土試樣之間形成上空腔，所述上空腔與上氣體接口連通，所述下支架上設(shè)置有穿過下立蓋的下氣體接口，下支架與混凝土試樣之間形成下空腔，所述下空腔與下氣體接口連通。

所述的混凝土滲透性測試裝置中，還包括若干骨架油封，所述中套內(nèi)壁上設(shè)置有一圈放置平臺，所述骨架油封分別置于上支架處、下支架處以及放置平臺處。

所述的混凝土滲透性測試裝置中，所述上支架、下支架的側(cè)壁設(shè)置有用于固定混凝土試樣的彎折部。

所述的混凝土滲透性測試裝置中，所述彎折部處設(shè)置有o形密封圈。

所述的混凝土滲透性測試裝置中，所述上立蓋與上支架之間設(shè)置有平面軸承。

所述的混凝土滲透性測試裝置中，所述上立蓋的中部鏤空。

所述的混凝土滲透性測試裝置中，所述下立蓋外設(shè)置有一圈溝槽，所述中套設(shè)置于溝槽中。

所述的混凝土滲透性測試裝置中，所述下立蓋底部設(shè)置有固定平臺，所述固定平臺上設(shè)置有供下氣體接口穿過的通孔，固定平臺下方設(shè)置有若干支撐桿。

所述的混凝土滲透性測試裝置中，所述中套、上立蓋和下立蓋外均設(shè)置有若干把手。

一種混凝土滲透性測試系統(tǒng)，包括氣源、壓力調(diào)節(jié)裝置、氣壓測量裝置和流量流速測量裝置，還包括如上述的任意一項混凝土滲透性測試裝置，所述氣源、壓力調(diào)節(jié)裝置、氣壓測量裝置、混凝土滲透性測試裝置和流量流速測量裝置通過氣管依次連接。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的一種混凝土滲透性測試裝置及其測試系統(tǒng)，所述測試裝置包括中套、設(shè)置在中套頂部的上立蓋、設(shè)置在中套底部的下立蓋，以及上支架和下支架，所述上支架與下支架之間形成用于放置混凝土試樣的空間，所述上支架上設(shè)置有穿過上立蓋的上氣體接口，上支架與混凝土試樣之間形成上空腔，所述上空腔與上氣體接口連通，所述下支架上設(shè)置有穿過下立蓋的下氣體接口，下支架與混凝土試樣之間形成下空腔，所述下空腔與下氣體接口連通。通過預(yù)裝有氣體接頭的氣管分別連接測試裝置的上氣體接口和下氣體接口，氣源通過氣管往測試裝置的上空腔中送入高壓氣體，在此過程可通過壓力調(diào)節(jié)裝置和氣壓測量裝置調(diào)節(jié)高壓氣體的壓力，之后上空腔內(nèi)的高壓氣體對混凝土試樣施加壓力并滲透入下空腔內(nèi)，此時流量流速測量裝置可對流經(jīng)下空腔的氣體流量及氣體流速進行測量，最后將進入上空腔的壓力強度和流經(jīng)下空腔的氣體流量代入滲透性系數(shù)計算方程，即可得到混凝土試樣的氣體滲透性系數(shù)，本申請具有操作簡單可靠且測試成本較低的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的混凝土滲透性測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的混凝土滲透性測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：10、中套；11、放置平臺；12、骨架油封；13、把手；20、上立蓋；21、下立蓋；22、溝槽；30、上支架；31、上氣體接口；32、下支架；33、下氣體接口；34、彎折部；35、o形密封圈；36、平面軸承；40、上空腔；41、下空腔；50、固定平臺；51、通孔；52、支撐桿；60、氣源；70、壓力調(diào)節(jié)裝置；80、氣壓測量裝置；90、流量流速測量裝置；100、氣管。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

請參閱圖1與圖2，本申請?zhí)峁┑囊环N混凝土滲透性測試裝置，包括中套10、設(shè)置在中套10頂部的上立蓋20、設(shè)置在中套10底部的下立蓋21，以及位于中套10中上部的上支架30和位于中套10中下部的下支架32，所述上支架30與下支架32之間形成用于放置混凝土試樣的空間，所述上支架30上設(shè)置有穿過上立蓋20的上氣體接口31，上支架30與混凝土試樣之間形成上空腔40，所述上空腔40與上氣體接口31連通，所述下支架32上設(shè)置有穿過下立蓋21的下氣體接口33，下支架32與混凝土試樣之間形成下空腔41，所述下空腔41與下氣體接口33連通。

其中，所述中套10為圓筒狀，所述上支架30和下支架32均為圓形支架，上氣體接口31與下氣體接口33為氣動快速接口，使用預(yù)裝氣動快速接頭的氣管100，通過將其插入上氣體接口31可往上空腔40內(nèi)通入高壓氣體，并通過另一根氣管100插入下氣體接口33可對輸入下空腔41的氣體的流量進行測量；且由于上下空腔41體積及作用等同，上述步驟也可為下空腔41作為高壓氣體的輸入端，上空腔40作為高壓氣體的輸出端。同時，為保證測試裝置整體的穩(wěn)定性和耐用性，所述中套10、上立蓋20、下立蓋21，上支架30和下支架32均采用不銹鋼材質(zhì)，且為使上立蓋20及下立蓋21拆裝方便，上立蓋20及下立蓋21與中套10之間采用螺紋連接。

進一步的，所述中套10內(nèi)裝有若干骨架油封12，中套10內(nèi)壁上設(shè)置有一圈放置平臺11(放置平臺可為完整的一圈或由數(shù)個放置節(jié)點組成的一圈)，所述骨架油封12分別置于上支架30處、下支架32處以及放置平臺11處；更進一步的，所述上支架30、下支架32的側(cè)壁設(shè)置有用于固定混凝土試樣的彎折部34，所述彎折部34處設(shè)置有o形密封圈35。如圖1所示，所述彎折部34由上支架30、下支架32的側(cè)壁端部向外延伸形成，彎折部34的一側(cè)面和上支架30、下支架32的端面形成用于放置o形密封圈35和固定混凝土試樣的固定槽，彎折部34另一側(cè)面與所述上支架30、下支架32的側(cè)壁外側(cè)形成用于放置骨架油封12的放置空間，通過骨架油封12和o形密封圈35，可增強上空腔40和下空腔41的密封性，使得氣體流量的檢測結(jié)果更加真實可靠。

更進一步的，所述上立蓋20的中部鏤空，具體為在上立蓋20上用于穿過上氣體接口31的圓孔和上立蓋20的端部之間鏤空，所述下立蓋21外設(shè)置有一圈溝槽22，所述中套10設(shè)置于溝槽22中。通過向鏤空的上立蓋20內(nèi)注水，上支架30上方會積累一層水，檢測裝置工作過程中通過鏤空的上立蓋20觀察水中是否出現(xiàn)氣泡，可判斷上空腔40是否漏氣，從而實時的對裝置的氣密性進行驗證；同理，通過向溝槽22內(nèi)注水并觀察溝槽22內(nèi)水是否出現(xiàn)氣泡，可及時判斷下空腔41是否漏氣，增強了檢測裝置的檢測可靠性。

優(yōu)選的，所述上立蓋20與上支架30之間設(shè)置有平面軸承36，所述下立蓋21底部設(shè)置有固定平臺50，所述固定平臺50上設(shè)置有供下氣體接口33穿過的通孔51，固定平臺50下方設(shè)置有若干支撐桿52。具體的，上支架30上預(yù)留有平面軸承36的放置位(放置位由上支架端面下陷形成,圖中未示出)，可放置平面軸承36并防止平面軸承36移位,上立蓋20的下端面延伸出用于頂靠平面軸承36的延伸部（圖中未標號），平面軸承36可防止在擰緊上立蓋20過程中上立蓋20對下方密封區(qū)和混凝土試樣造成不良影響，如在上立蓋20旋轉(zhuǎn)過程中帶動上支架30轉(zhuǎn)動，使上支架30與混凝土試樣之間移位進而影響上空腔40的氣密性等,也可以減少在使用過程中對測試裝置構(gòu)件的磨損，保證測試裝置長期使用的密閉穩(wěn)定性；可通過螺釘連接等方式使測試裝置與固定平臺50間固定，從而利于在測試裝置的使用過程中穩(wěn)定放置測試裝置，且測試裝置操作過程中下氣體接口33不會直接接觸地面，便于下體氣體接口與帶有快速氣動接頭的氣管100間的連接。

更進一步的，所述上立蓋20和中套10外均設(shè)置有若干把手13，本實施例中上立蓋20和中套10外設(shè)置的把手13為對稱設(shè)置的一對，由于上立蓋20、中套10和下立蓋21之間通過螺紋連接，且需要將其彼此間擰緊以保證測試裝置的氣密性，通過把手13可以較小力產(chǎn)生較大扭矩，故方便操作人員安裝測試裝置。

請繼續(xù)參閱圖2，一種混凝土滲透性測試系統(tǒng)，包括氣源60、壓力調(diào)節(jié)裝置70、氣壓測量裝置80、流量流速測量裝置90和如本實施例上述的混凝土滲透性測試裝置，所述氣源60、壓力調(diào)節(jié)裝置70、氣壓測量裝置80、混凝土滲透性測試裝置和流量流速測量裝置90通過氣管100依次連接。

其中，所述氣管100上預(yù)裝有氣動快速接頭，所述氣源60用于向測試裝置提供高壓氣體，本實施例中采用市售瓶裝高純（高于99.9%）氧氣或者氮氣氣，其初始氣壓為15mpa±0.5mpa；氣源60與壓力調(diào)節(jié)裝置70之間還設(shè)置有氣閥開關(guān)（圖中未標號），氣閥開關(guān)可將氣源60與壓力調(diào)節(jié)裝置70之間的氣流通道關(guān)閉；所述壓力調(diào)節(jié)裝置70采用采用出氣壓力調(diào)節(jié)范圍為0-1mpa的壓力調(diào)節(jié)閥，所述氣壓測量裝置80采用0-1mpa量程的數(shù)顯壓力表，可通過壓力調(diào)節(jié)裝置70和氣壓測量裝置80設(shè)定進入測試裝置的高壓氣體的壓力；所述流量流速測量裝置90用于測量從上空腔40滲透入下空腔41的氣體的流量和流速，本實施例中采用量程為0-10l/min，精度為0.001l/min的數(shù)顯流量表進行流量測量。

綜上所述，本申請?zhí)峁┑囊环N混凝土滲透性測試裝置及其系統(tǒng)，在其測試過程中，需先安裝混凝土滲透性測試裝置，即需先在下支架邊緣安裝骨架油封并放置與下立蓋上，將側(cè)面用環(huán)養(yǎng)樹脂包裹固化后直徑100mm高50mm的圓餅型混凝土試樣放置在下支架上后，將中套套設(shè)在下支架及混凝土試樣外部，并將中套與底座擰緊，然后在中套中部平臺上安裝骨架油封，再放置上支架和上支架配套的骨架油封，將圓環(huán)型的平面軸承放置在上支架上部，并安裝和擰緊上立蓋；完成上述步驟后，通過預(yù)裝有氣動快速接頭的氣管分別連接測試裝置的上氣體接口和下氣體接口，氣源通過氣管往測試裝置的上空腔中送入高壓氣體，在此過程中可通過壓力裝置調(diào)節(jié)氣壓，以及通過氣壓測量裝置檢測并記錄氣壓，之后上空腔內(nèi)的高壓氣體對混凝土試樣施加壓力并滲透入下空腔內(nèi)，此時流量流速測量裝置可對流經(jīng)下空腔的氣體體積流量和氣體流速進行測量，最后將進入上空腔的壓力強度和流經(jīng)下空腔的氣體體積流量代入hagen-poiseuille方程（可采用修正的達西方程的計算）用來確定氣滲透系數(shù)k：

式中：k是氣滲透系數(shù)(m²)，pi是入口氣壓力（n/平方米），pa是出口氣壓力（n/平方米），a是混凝土試樣的橫截面積（平方米），l是混凝土試樣的厚度（m），μ是氧氣的粘度系數(shù)（2.02×10?5ns/平方米），q是測得的體積流量（立方米/秒）。

可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。