一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置及方法

1.本发明属于土木工程领域，涉及水泥基材料性能及耐久性测试技术，具体涉及混凝土水蒸气渗透率的测量装置与方法，主要用于水泥基材料水蒸气渗透性表征。


背景技术：

2.水泥基材料是典型的多孔材料，在实际服役过程中往往处于非饱和状态，水蒸气传输是其湿热性能的重要表征。水蒸气传输发生相变转换，影响水泥基材料微结构演变、强度发展及服役性能。塑性阶段：水分蒸发会造成水泥基材料收缩、开裂等早期微结构改变；养护阶段：合适的湿度环境是水泥基材料强度发展的保障；服役阶段：水蒸气传输决定含水状态，影响水泥基材料抗冻融循环、抗离子侵蚀等耐久性。因此，表征水蒸气传输对水泥基材料微结构、强度、服役性能等至关重要。
3.根据传输动力不同，水蒸气传输表征分为扩散和渗透，分别以浓度差和压力差为驱动力。目前，水蒸气扩散通过等温吸脱附试验进行，基于假设(1)水蒸气传输由纯扩散机制决定，即：相对于水蒸气的扩散流，其层流忽略不计和(2)传输过程中材料内外气压相等，即：孔隙内总气体(干燥空气+水蒸气)压力保持恒定且等于外部大气压力。通常以吸-脱附平衡状态作为试验结束点，然而吸-脱附平衡是一种理想的状态，易受环境因素的影响。相比较而言，水蒸气渗透以气压差为驱动力，测试所需时间较短且无需假设流体状态，更合适用于水泥基材料湿热性能的表征。水蒸气的渗透在目前市面上尚未出现。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于解决现有技术问题，提供一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置及方法，实现水泥基材料水蒸气渗透率的快速且准确测试。针对现有水泥基材料水蒸气传输过程监测技术中存在的不足和缺陷，本发明通过饱和盐溶液营造不同湿度环境，在试样两侧形成压力差驱动水蒸气渗透传输，结合水蒸气在饱和盐溶液中吸脱附的物化特性，将试样内水蒸气的渗透量转化为饱和盐溶液的质量变化，以整体浮力的改变进行质量变化的实时监测，最终实现水泥基材料水蒸气稳态渗透率的快速且准确测试。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
6.一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置，所述测试装置包括环境单元和测量单元，所述环境单元包括密封箱，密封箱包括密封箱盖和密封箱体，密封箱盖和密封箱体之间可以密封连接，实现密封箱的密封效果，密封箱内部设置有温湿度计；所述测量单元包括杯体，杯体的上端设有杯盖，杯体与杯盖之间通过螺纹结构连接，杯盖上设置有开口，杯盖外侧对应开口处设置有密封胶套，密封胶套通过杯盖上的开口与杯体内部连通，所述杯体的外侧设有刻度。所述测量单元能够至于环境单元内，且环境单元能够密封，使得测量单元处于环境单元下，不受外界因素干扰，对材料的水蒸气渗透性实现精确稳定的测量。
7.优选的，所述密封箱为刚性密封箱；更优选的密封箱体为透明装置，更优选为透明玻璃装置或透明塑料装置。通过采用刚性密封箱，能够进一步保证环境单元的稳定性，透明
的密封箱体能够便于观察环境单元内的测量单元的相关信息。
8.优选的，所述密封箱盖和密封箱体的接触面磨口，或通过螺纹结构连接，以进一步保证密封箱的密封性。可以通过在接触面处涂抹凡士林等，进一步增强密封箱的密封性。
9.优选的，所述温湿度计设置在密封箱体内的上部。
10.优选的，所述温湿度计设置有多个，更优选为3个，更优选均匀周向设置在密封箱体内的上部，更优选的温湿度计处于同一水平面。用于测试密封箱内的温湿度变化。
11.优选的，所述密封胶套具有弹性，且密封胶套与杯盖紧密相连，起密封效果，并且密封胶套与杯盖是可拆卸连接，在需要时能够从杯盖上取下；能够在将待测试样置入密封胶套后，对待测试样起到侧向密封效果，并能够用于固定待测试样，以便于水蒸气不会从待测试样的侧面流通，从而测得待测试样的水蒸气渗透性。
12.优选的，所述的开口设置于杯盖的中心部位。
13.本发明还提供一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试方法，所述方法采用上述装置，包括如下步骤：
14.(1)稳定环境单元：密封箱内置入饱和盐溶液i，并将密封箱体和密封箱盖密封，静置至密封箱内湿度稳定；可以通过设置在密封箱内的温湿度计记录密封箱内的湿度变化；
15.(2)放置测量单元：杯体内置入饱和盐溶液ii，并将待测试样放入杯盖上的密封胶套内，杯盖通过螺纹结构与杯体连接，将测量单元置入环境单元内，并使杯体浮于饱和盐溶液i上；饱和盐溶液i和饱和盐溶液ii为不同的盐溶液，因此具有不同的相应湿度，待测试样两侧暴露于不同湿度环境中，实现水蒸气的渗透传输；
16.(3)计算渗透率：水蒸气通过待测试样传输，引起测量单元整体质量的变化，转换为杯体上下浮动，从而饱和盐溶液i处于杯体的不同刻度位置；记录杯体的刻度变化和时间，直到两者呈线性变化即为水蒸气稳态渗透，计算渗透率。
17.优选的，所述步骤(1)中采用凡士林进行密封箱体和密封箱盖的密封。进一步增强密封箱的密封性。
18.优选的，所述步骤(1)和(2)中的饱和盐溶液i、饱和盐溶液ii分别可以选自氟化铯、溴化锂、氯化锂、醋酸钾、氯化镁、碳酸钾、溴化钠、碘化钾、氯化钠、氯化钾、硫酸钾、水等常见的标准相对湿度值大致从4％到100％的饱和盐溶液中的一种，温度可以从5℃到80℃；且饱和盐溶液i和饱和盐溶液ii为不同的盐溶液，从而保证环境单元和测量单元具有不同的湿度值；更优选的选自氯化锂(11％)、醋酸钾(23％)、碳酸钾(43％)、碘化钾(68％)、氯化钾(84％)、水(100％)中的一种，括号内数据为20℃-25℃左右温度对应的饱和盐溶液的相对湿度值；需要注意的是，饱和盐溶液和相对湿度可以根据实际情况及实际温度进行选择，不局限于本发明提供的数据；更优选饱和盐溶液i的相对湿度高于饱和盐溶液ii的湿度，更优选饱和盐溶液i和饱和盐溶液ii分别为性能稳定、易得且便宜的水和碳酸钾，需要注意的是当系统内温度不同时饱和盐溶液相对湿度会改变。
19.优选的，所述步骤(1)中饱和盐溶液i的液面至密封箱底部距离不低于杯体高度为宜。
20.优选的，所述步骤(2)中杯盖通过螺纹结构与杯体紧密连接后，还通过密封胶进一步粘牢密封，以进一步保证密封箱，使得水蒸气仅能通过待测试样流通。
21.优选的，所述步骤(2)中待测试样为圆柱型，内径大于密封胶套1-2mm，且待测试样
与密封胶套等高。从而进一步保证密封胶套对于待测试样的周向压力，进一步起到侧向密封效果，防止水蒸气从待测试样的侧面流通。
22.优选的，所述步骤(2)中饱和盐溶液ii的液面距离待测试样底部距离不低于15mm为宜。
23.优选的，所述步骤(3)中渗透率计算公式如下：
[0024][0025]
式中：δ——混凝土水蒸气渗透率，单位为kg
·
m-1
·
s-1
·
pa-1
；
[0026]
p1和p2——饱和盐溶液ⅰ和饱和盐溶液ⅱ形成不同湿度对应的水蒸气压力，单位为pa，更优选的与相对湿度(rh，％)和温度(t，℃)相关，可按照下式计算
[0027]
ρ——饱和盐溶液ⅰ的密度，单位kg/m3；
[0028]
d和a——圆柱试样高度(m)和截面积(m2)；
[0029]
(l
1-l2)——δt时间内刻度变化，单位为m；
[0030]
s——带刻度杯体(2-5)外截面面积，单位为m2。
[0031]
本发明提供的水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置分为环境单元和测量单元两部分，其中环境单元包括：刚性密封箱、温湿度计和饱和盐溶液ⅰ，环境单元形成一定温-湿度外环境；测量单元包括：试样、密封胶套、杯盖、饱和盐溶液ⅱ和带刻度杯体，测量单元内部形成一定温-湿度内环境。将测量单元置于环境单元后，测量单元由于自身浮力会静止在环境单元的饱和盐溶液ⅰ水面上，随着水蒸气的传输，测量单元的整体重量变化，记录带刻度杯体的刻度变化与相应时间，直到两者呈线性变化即为水蒸气的稳态渗透，计算相应的渗透率。通过两系统内形成压力差实现水蒸气渗透传输，水蒸气在饱和盐溶液中吸脱附的物化特性改变测量单元整体质量，通过浮力实现及时测量，其变化率即为水泥基材料中水蒸气稳态渗透的流量。
[0032]
本发明首先采用不同饱和盐溶液分别在水泥基材料两侧营造一定湿度环境，不同湿度形成的压力差驱动水蒸气在材料内部渗透；一般选择测量单元内的饱和盐溶液营造低压端，环境单元的饱和盐溶液营造高压端，通过低压端水蒸气在饱和盐溶液中的吸附实现水蒸气的收集，收集水蒸气后的测量单元质量增加，在环境单元的液面上发生下沉，结合浮力采用排水法获取透过材料的水蒸气质量；最后，基于渗流力学理论和理想气体定律，推导水泥基材料中水蒸气的渗透率表达式，用于定量计算。
[0033]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0034]
1、本发明采用不同的饱和盐溶液在待测试样两侧形成水蒸气压力差，采用胶套围压的方式密封待测试样，实现水蒸气的轴向渗透传输。本发明在试样两侧采用不同饱和盐溶液营造相应的湿度环境，不同的水蒸气对应不同的气体压力，水蒸气在压力差的作用下进行渗透传输，对试样进行围压密封，实现水蒸气的轴向渗透。
[0035]
2、本发明基于饱和盐溶液对水蒸气吸脱附的物化特性，结合质量与浮力的关系，实现试样中水蒸气流量的测试。本发明分别在环境单元和测量单元中设置不同的饱和盐溶液营造相应的湿度环境，高湿度的水蒸气通过试样流向低湿度环境并被低湿度中饱和盐溶
液所吸收，测量单元中质量的改变通过其浮力的变化进行测量，实现水蒸气流量的及时且准确获取，进而计算材料的水蒸气渗透率。
[0036]
3、本发明综合应用水蒸气物化特性和饱、盐溶液吸-脱附效应和排水法，解决了水泥基材料的水蒸气渗透量化表征的问题，研发出水泥基材料水蒸气渗透监测装置，国内外尚无此类产品，技术经济效益明显，应用前景十分广阔。
附图说明
[0037]
图1为本发明所述测试装置的一种立体结构示意图；
[0038]
图中，密封箱1-1，温湿度计1-2，饱和盐溶液i1-3，待测试样2-1，密封胶套2-2，杯盖2-3，饱和盐溶液ii 2-4，杯体2-5，
[0039]
图2为本发明所述测试方法的测试原理示意图；
[0040]
图3采用本发明装置实施的实施例1的具体结果；
[0041]
图4采用本发明装置实施的实施例2的具体结果；
[0042]
图5采用本发明装置实施的实施例3的具体结果。
具体实施方式
[0043]
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
[0044]
本发明提供一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置，所涉及的水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置分为环境单元和测量单元两部分，环境单元包括：刚性的密封箱1-1、温湿度计1-2和饱和盐溶液i1-3，环境单元形成温度湿度外环境；测量单元包括：待测试样2-1、密封胶套2-2、杯盖2-3、饱和盐溶液ii 2-4和带刻度的杯体2-5，测量单元内部形成温度湿度内环境。两系统由于不同的环境形成压力差实现水蒸气渗透传输，水蒸气在饱和盐溶液中吸-脱附的物化特性改变测量单元整体质量，通过浮力实现及时测量，其变化率即为水泥基材料中水蒸气稳态渗透的流量。
[0045]
具体的，所述测试装置包括环境单元和测量单元，所述环境单元包括密封箱1-1，密封箱1-1包括密封箱盖和密封箱体，密封箱盖和密封箱体之间可以密封连接，实现密封箱的密封效果，密封箱1-1内部设置有温湿度计1-2；所述测量单元包括杯体2-5，杯体2-5的上端设有杯盖2-3，杯体2-5与杯盖2-3之间通过螺纹结构连接，杯盖2-3上设置有开口，杯盖外侧对应开口处设置有密封胶套2-2，密封胶套2-2通过杯盖2-3上的开口与杯体2-5内部连通，所述杯体2-5的外侧设有刻度。所述测量单元能够至于环境单元内，且环境单元能够密封，使得测量单元处于环境单元下，不受外界因素干扰，对材料的水蒸气渗透性实现精确稳定的测量。
[0046]
其中，密封箱1-1为刚性的透明的密封箱，保证密封箱的稳定性，并便于观察环境单元内的测量单元的相关信息；密封箱的密封箱盖和密封箱体的接触面磨口，或通过螺纹结构连接，并同时通过涂抹凡士林，进一步增强密封箱的密封性；
[0047]
所述温湿度计1-2有多个，设置在密封箱体内的饱和盐溶液i的液面的上空，用于检测环境体系内的温湿度；
[0048]
所述密封胶套2-2具有一定的弹性，更优选的密封胶套为圆柱型，直径小于圆柱型的待测试样2-1直径1-2cm，密封胶套2-2的高度与待测试样2-1等高，以便于将待测试样在
弹性下能够装入密封胶套，同时在弹性的作用下密封胶套对于待测试样的周边形成围压，以使得在测量时，水蒸气仅能在待测试样的轴向上流通，而不会从侧边流通；更优选的杯盖2-3上的开口设置于中心部位，使得水蒸气能够在中心部位均匀进出，并且在测量单元内有均匀的质量变化，而进一步避免质量变化不均匀、重心偏移导致杯体2-5发生倾斜，从而影响刻度读取。
[0049]
测量方法为：首先，在刚性密封箱1-1中置入适量饱和盐溶液i1-3，刚性密封箱1-1的箱盖与箱体采用凡士林进行密封，同时在不同位置放入温湿度计1-2记录刚性密封箱1-1内湿度变化，静置一段时间直到箱内湿度稳定。
[0050]
然后，圆柱形水泥基材料试样2-1置入密封胶套2-2内，密封胶套2-2再与杯盖2-3紧密连接，杯盖2-3中心有孔与试样2-1直径相等且与密封胶套2-2为一体。试验时，在带刻度杯体2-5内置入适量饱和盐溶液ii 2-4，杯盖2-3与带刻度杯体2-5旋紧且密封粘牢，将整个测量单元放入环境单元中。
[0051]
最后，测量单元由于自身浮力会静止在环境单元的饱和盐溶液i1-3水面上，记录带刻度杯体2-5的刻度变化与相应时间，直到两者呈线性变化即为水蒸气稳态渗透，计算相应的渗透率。
[0052]
下面通过具体的实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
[0053]
实施例1：
[0054]
采用p
·
i 52.5硅酸盐水泥，自来水。配合比(kg/m3)：水泥-433.0，砂-655.0，粗集料(5mm～20mm)-1117，水-195，外加剂-2.20。
[0055]
按照配合比成型混凝土试样(cr45)，标准养护90d。试验前钻取圆柱试样直径50mm和高度50mm，105℃烘干至恒重。测试前，首先在刚性密封箱中置入适量蒸馏水(饱和盐溶液ⅰ的特殊情况，对应的相对湿度为100％，23℃)，刚性密封箱的箱盖与箱体采用凡士林进行密封，同时在不同位置放入温湿度计记录刚性密封箱内湿度变化，静置一段时间直到刚性密封箱内湿度稳定。
[0056]
然后，在带刻度杯体内置入适量饱和k2co3(饱和盐溶液ⅱ，对应的相对湿度为43％，23℃)，采用内径48mm的密封胶套，圆柱试样置入其中并与杯盖紧密连接，再将杯盖与带刻度杯体旋紧，整体置入刚性密封箱并漂浮在蒸馏水中，记录刻度线初始位置(l1)；最后，每隔1天记录带刻度杯体的刻度变化与相应时间，直到刻度与相应时间呈线性变化即为水蒸气稳态渗透，计算相应的渗透率，测试结果如图3所示。涉及的参数如下：两系统的各自温度t由温湿度计(1-2)获取(一般认为相同)，试件内的杯体(2-5)外侧刻度示数及相应的时间(随时直接读取)，结合圆柱试样高度和截面积及杯体(2-5)外截面面积的参数代入计算公式计算渗透率δ。
[0057]
所述渗透率计算公式如下：
[0058][0059]
式中：δ——混凝土水蒸气渗透率，单位为kg
·
m-1
·
s-1
·
pa-1
；
[0060]
p1和p2——饱和盐溶液ⅰ和饱和盐溶液ⅱ形成不同湿度对应的水蒸气压力，单位为pa，更优选的与相对湿度(rh)和温度(t)相关，可按照下式计算
本实施例中，t为23℃，饱和盐溶液i水的rh为100％，饱和盐溶液ii碳酸钾的rh为43％，得到p1＝2.81
×
103pa，p2＝1.21
×
103pa；
[0061]
ρ——饱和盐溶液ⅰ的密度，单位kg/m3；本实施例中，ρ＝1000kg/m3；
[0062]
d和a——圆柱试样高度(m)和截面积(m2)；本实施例中，d＝0.05m，a＝1.96
×
10-3
m2；
[0063]
(l
1-l2)——δt时间内刻度变化，单位为m；本实施例中，t1＝1.0
×
106s，此时l1＝4.01mm，t2＝6.0
×
106s，此时l2＝4.26mm，
△
t＝5.0
×
106s，l
1-l2＝0.25mm；
[0064]
s——带刻度杯体(2-5)外截面面积，单位为m2；本实施例中，s为5.41
×
10-3
m2；
[0065]
将相应数据代入公式，结合图3，得到本实施例测得的渗透率δ＝4.25*10-12
kg
·
m-1
·
s-1
·
pa-1
。
[0066]
实施例2：
[0067]
基于例1试样cr45，去除其中粗集料得试样mr45，采用p
·ⅰ52.5硅酸盐水泥，自来水。配合比(kg)：水泥-433.0，砂-655.0,水-195，外加剂-0.5
[0068]
按照配合比成型混凝土试样(mr45)，标准养护90d。试验前钻取圆柱试样直径50mm和高度50mm，105℃烘干至恒重。测试前，首先在刚性密封箱中置入适量蒸馏水(饱和盐溶液ⅰ的特殊情况，对应的相对湿度为100％，23℃)，刚性密封箱的箱盖与箱体采用凡士林进行密封，同时在不同位置放入温湿度计记录刚性密封箱内湿度变化，静置一段时间直到刚性密封箱内湿度稳定。然后，在带刻度杯体内置入适量饱和kco3(饱和盐溶液ⅱ，对应的相对湿度为43％，23℃)，采用内径48mm的密封胶套，圆柱试样置入其中并与杯盖紧密连接，再将杯盖与带刻度杯体旋紧，整体置入刚性密封箱并漂浮在蒸馏水中，记录刻度线初始位置(l1)；最后，每隔1天记录录带刻度杯体的刻度变化与相应时间，直到刻度与相应时间呈线性变化即为水蒸气稳态渗透，计算相应的渗透率，测试结果如图4所示。涉及的参数如下：两系统的各自温度t由温湿度计获取(1-2)获取(一般认为相同)，试件内的杯体(2-5)外侧刻度示数及相应的时间(随时直接读取)，结合圆柱试样高度和截面积及杯体(2-5)外截面面积的参数代入计算公式计算渗透率δ。
[0069]
所述渗透率计算公式参见实施例1，其中，本实施例中，t1＝1.0
×
106s，此时l1＝3.71mm，t2＝6.0
×
106s，此时l2＝4.05mm，
△
t＝5.0
×
106s，l
1-l2＝0.34mm，其余参数与例1相同；结合图4，得出本实施例测得的渗透率δ＝5.87*10-12
kg
·
m-1
·
s-1
·
pa-1
。
[0070]
实施例3：
[0071]
基于例2试样mr45，去除其中细集料得试样pr45，采用p
·ⅰ52.5硅酸盐水泥，自来水。配合比(kg)：水泥-433.0，水-195
[0072]
按照配合比成型混凝土试样(pr45)，标准养护90d。试验前钻取圆柱试样直径50mm和高度50mm，105℃烘干至恒重。测试前，首先在刚性密封箱中置入适量蒸馏水(饱和盐溶液ⅰ的特殊情况，对应的相对湿度为100％，23℃)，刚性密封箱的箱盖与箱体采用凡士林进行密封，同时在不同位置放入温湿度计记录刚性密封箱内湿度变化，静置一段时间直到刚性密封箱内湿度稳定。然后，在带刻度杯体内置入适量饱和k2co3(饱和盐溶液ⅱ，对应的相对湿度为43％，23℃)，采用内径48mm的密封胶套，圆柱试样置入其中并与杯盖紧密连接，再将杯盖与带刻度杯体旋紧，整体置入刚性密封箱并漂浮在蒸馏水中，记录刻度线初始位置
(l1)；最后，每隔1天记录录带刻度杯体的刻度变化与相应时间，直到刻度与相应时间呈线性变化即为水蒸气稳态渗透，计算相应的渗透率，测试结果如图5所示。涉及的参数如下：两系统的各自温度t由温湿度计获取(1-2)获取(一般认为相同)，试件内的杯体(2-5)外侧刻度示数及相应的时间(随时直接读取)，结合圆柱试样高度和截面积及杯体(2-5)外截面面积的参数代入计算公式计算渗透率δ。
[0073]
所述渗透率计算公式参见实施例1，其中，t1＝1.0
×
106s，此时l1＝2.63mm，t2＝6.0
×
106s，此时l2＝3.28mm，
△
t＝5.0
×
106s，l
1-l2＝0.65mm，其余参数与例1相同；结合图5，得出本实施例测得的渗透率δ＝11.07*10-12
kg
·
m-1
·
s-1
·
pa-1
。
[0074]
以上所述的实施例只是本发明的较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

技术特征：
1.一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置，其特征在于，所述测试装置包括环境单元和测量单元，所述环境单元包括密封箱(1-1)，密封箱(1-1)包括密封箱盖和密封箱体，密封箱(1-1)内部设置有温湿度计(1-2)；所述测量单元包括杯体(2-5)，杯体(2-5)的上端设有杯盖(2-3)，杯体(2-5)与杯盖(2-3)之间通过螺纹结构连接，杯盖(2-3)上设置有开口，杯盖外侧对应开口处设置有密封胶套(2-2)，所述杯体(2-5)的外侧设有刻度。2.根据权利要求1所述一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置，其特征在于，所述密封箱(1-1)为刚性密封箱，密封箱体为透明装置。3.根据权利要求1所述一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置，其特征在于，所述温湿度计(1-2)设置在密封箱体内的上部。4.根据权利要求1所述一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置，其特征在于，所述密封胶套(2-2)具有弹性，且密封胶套(2-2)与杯盖(2-3)紧密相连。5.根据权利要求1所述一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置，其特征在于，所述的开口设置于杯盖(2-3)的中心部位。6.一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-5任意一种所述的测试装置，包括如下步骤：(1)稳定环境单元：密封箱内置入饱和盐溶液i，并将密封箱体和密封箱盖密封，静置至密封箱内湿度稳定；(2)放置测量单元：杯体内置入饱和盐溶液ii，并将待测试样放入杯盖上的密封胶套内，杯盖通过螺纹结构与杯体连接，将测量单元置入环境单元内，并使杯体浮于饱和盐溶液i上；(3)计算渗透率：记录杯体的刻度变化和时间，直到两者呈线性变化即为水蒸气稳态渗透，计算渗透率。7.根据权利要求6所述一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试方法，其特征在于，所述步骤(1)和(2)中的饱和盐溶液i、饱和盐溶液ii分别选自氟化铯、溴化锂、氯化锂、醋酸钾、氯化镁、碳酸钾、溴化钠、碘化钾、氯化钠、氯化钾、硫酸钾、水中的一种。8.根据权利要求7所述一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试方法，其特征在于，饱和盐溶液i的湿度高于饱和盐溶液ii的湿度。9.根据权利要求6所述一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试方法，其特征在于，所述步骤(2)中待测试样为圆柱型，内径大于密封胶套1-2mm，且待测试样与密封胶套等高。10.根据权利要求6所述一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试方法，其特征在于，所述步骤(3)中渗透率计算公式如下：式中：δ——混凝土水蒸气渗透率，单位为kg
·
m-1
·
s-1
·
pa-1
；p1和p2——饱和盐溶液ⅰ和饱和盐溶液ⅱ形成不同湿度对应的水蒸气压力，单位为pa，更优选的与相对湿度(rh)和温度(t)相关，可按照下式计算ρ——饱和盐溶液ⅰ的密度，单位kg/m3；d和a——圆柱试样高度(m)和截面积(m2)；
(l
1-l2)——δt时间内刻度变化，单位为m；s——带刻度杯体(2-5)外截面面积，单位为m2。

技术总结
本发明属于土木工程领域，涉及一种表征水泥基材料水蒸气稳态渗透的测试装置及方法。所述测试装置包括环境单元和测量单元，环境单元包括密封箱，密封箱内部设置有温湿度计；所述测量单元包括杯体，杯体的上端设有杯盖，杯盖外侧对应开口处设置有密封胶套，杯体的外侧设有刻度。测量时，通过在环境单元内放置饱和盐溶液I，测量单元内放置饱和盐溶液II，密封胶套内放入待测试样，将测量单元放入环境单元内，随着水蒸气的传输，测量单元的整体重量变化，记录带刻度杯体的刻度变化与相应时间，直到两者呈线性变化即为水蒸气的稳态渗透，即可计算相应的渗透率。本发明研发出水泥基材料水蒸气渗透监测装置，技术经济效益明显，应用前景十分广阔。分广阔。分广阔。


技术研发人员：钱如胜 张云升 顾春平 刘金涛
受保护的技术使用者：浙江工业大学
技术研发日：2022.06.29
技术公布日：2022/11/1