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专利号: 2017103424201
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种测定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;移动活塞可移动地套装在气体腔室的腔壁内,所述移动活塞与腔壁的内壁之间设置活塞密封圈,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:2

式中:Df为氧气扩散系数,单位m/s; 为气体腔室与暴露环境之间的氧气浓度梯度,单4

位mol/m ,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2

质的量,单位mol;S为氧气的有效扩散面积,单位m。

2.一种如权利要求1所述的测定水泥基材料中氧气扩散系数的方法的试验装置,其特征在于:包括供气系统、试件、气体腔室、夹持支座、传感测试系统和数据采集系统,所述试件为水泥基材料试件,将气体腔室连接至水泥基材料试件的一个端面,所述气体腔室分别包括进气阀门、腔壁、移动活塞和活塞密封圈,所述进气阀门设置在腔壁上,所述移动活塞可移动地套装在腔壁内,所述移动活塞与腔壁的内壁之间设置活塞密封圈;

所述水泥基材料试件的另一个端面与夹持支座连接,所述夹持支座中部开有与气体腔室截面相等的连通孔;

所述进气阀门与供气系统相连,所述供气系统由氮气瓶、出气阀门与输气导管组成,所述输气导管与所述氮气瓶的出气阀门相连;

所述传感测试系统包括氧气传感器和氧气数据解调仪;所述氧气传感器安装在所述移动活塞靠近所述试件侧;所述氧气传感器与所述氧气数据解调仪连接;

所述移动活塞中部预留小孔,所述小孔内安装所述氧气传感器;所述腔壁刻有用于试验过程中腔室体积计算的刻度线。

3.如权利要求2所述的试验装置,其特征在于:所述试验装置还包括数据采集系统,所述的数据采集系统包括数据记录仪和计算机,用于气体腔室中的氧气浓度数据的记录以及后续处理,所述氧气数据解调仪与所述数据记录仪连接。

4.如权利要求3所述的试验装置,其特征在于:所述供气系统、传感测试系统、数据采集系统、水泥基材料试件、气体腔室、夹持支座均置于相同的暴露环境下,试件一个端面与暴露环境直接接触,另一端面与气体腔室相连。

5.如权利要求2~4之一所述的试验装置,其特征在于:所述移动活塞主体采用有机玻璃制作,活塞密封圈采用丁晴橡胶。