混凝土抗气体渗透性试验装置

858 编辑：管理员来源：中国建筑材料科学研究总院有限公司

2024-03-12 16:45:02

权利要求书： 1.一种混凝土抗气体渗透性试验装置，包括高压气瓶、气体渗透单元和气体流量计；其特征在于，所述气体渗透单元包括顶板、底板、钢套、混凝土试件和环形充气橡胶囊，所述钢套连接在顶板和底板之间形成测试腔，所述混凝土试件和充气橡胶囊分别位于测试腔内，所述混凝土试件和顶板之间设有PC圆垫板一，混凝土试件和底板之间设有PC圆垫板二，所述混凝土试件和PC圆垫板一、二位于充气橡胶囊内；

所述钢套上设有连通充气橡胶气囊的进气口，所述进气口通过气管连通高压气瓶，所述底板和PC圆垫板二上设有渗透单元进气口，所述顶板和PC圆垫板一上设有渗透单元出气口，所述渗透单元进气口通过气管连通高压气瓶，所述渗透单元出气口通过气管连通气体流量计；

所述充气橡胶囊的内侧设有试件补偿机构，所述试件补偿机构用于包裹混凝土试件；

所述试件补偿机构包括环形套筒，所述套筒内设有气路，所述套筒的中间外侧设有连通气路的环形气囊一，所述底板上设有连通气路的气孔，所述气孔通过气管连通高压气瓶；

所述套筒用于包裹混凝土试件和PC圆垫板一、二；

所述套筒的两端内侧分别设有环形气囊二，所述PC圆垫板一和PC圆垫板二上分别设有环形嵌槽，所述气囊二连通气路，所述气囊二适配地设在嵌槽内。

说明书：一种混凝土抗气体渗透性试验装置技术领域[0001] 本发明涉及混凝土耐久性试验领域，尤其涉及混凝土的气体渗透性试验装置及方法。背景技术[0002] 混凝土材料的耐久性下降和服役性能过早劣化是当前水泥混凝土科学界和工程界最为关注的问题，气体渗透性能是一项表征混凝土耐久性的重要指标。目前，稳压法测试混凝土气体渗透性通常采用机械密封，实践中发现此方法密封效果不佳，并且容易造成混凝土试件破坏，从而影响混凝土气体渗透系数实验结果的真实度与可靠性。[0003] 如图5所示，通常高压气瓶对充气橡胶囊充气动作时，存在充气橡胶囊中间外凸作用，使得混凝土试件受力较大，容易损坏；同时，两端内凹，降低了密封的可靠性。发明内容[0004] 本发明针对以上问题，提供了一种结构简单，方便加工，提高密封性和试验可靠性的混凝土抗气体渗透性试验装置及方法。[0005] 本发明的技术方案是：包括高压气瓶、气体渗透单元和气体流量计；所述气体渗透单元包括顶板、底板、钢套、混凝土试件和环形充气橡胶囊，所述钢套连接在顶板和底板之间形成测试腔，所述混凝土试件和充气橡胶囊分别位于测试腔内，所述混凝土试件和顶板之间设有PC圆垫板一，混凝土试件和底板之间设有PC圆垫板二，所述混凝土试件和PC圆垫板一、二位于充气橡胶囊内；[0006] 所述钢套上设有连通充气橡胶气囊的进气口，所述进气口通过气管连通高压气瓶，[0007] 所述底板和PC圆垫板二上设有渗透单元进气口，所述顶板和PC圆垫板一上设有渗透单元出气口，所述渗透单元进气口通过气管连通高压气瓶，所述渗透单元出气口通过气管连通气体流量计；[0008] 所述充气橡胶囊的内侧设有试件补偿机构，所述试件补偿机构用于包裹混凝土试件。[0009] 所述试件补偿机构包括环形套筒，所述套筒内设有气路，所述套筒的中间外侧设有连通气路的环形气囊一，所述底板上设有连通气路的气孔，所述气孔通过气管连通高压气瓶；[0010] 所述套筒用于包裹混凝土试件和PC圆垫板一、二。[0011] 所述套筒的两端内侧分别设有环形气囊二，所述PC圆垫板一和PC圆垫板二上分别设有环形嵌槽，所述气囊二连通气路，所述气囊二适配地设在嵌槽内。[0012] 所述试件补偿机构为：所述PC圆垫板一的底面设有柔性挡环一，所述PC圆垫板二的顶面设有柔性挡环二，所述柔性挡环一和柔性挡环二均呈锥台状、且对称设置，所述柔性挡环一接触柔性挡环二，使得PC圆垫板一和PC圆垫板二之间形成密封腔，所述混凝土试件位于密封腔内。[0013] 所述柔性挡环一和柔性挡环二的端面之间设有密封圈。[0014] 所述试件补偿机构包括圆筒，所述圆筒用于包裹混凝土试件和PC圆垫板一、二，所述圆筒的中间设有环形柔性凸起，所述柔性凸起内设有弹簧。[0015] 本发明在工作中，通过顶板、钢套和底板形成密闭的测试腔，将混凝土试件放置在测试腔内，混凝土试件的上、下方分别设置PC圆垫板一、二，将其包裹至充气橡胶囊内，首先，充气橡胶囊通过高压气瓶进行充气，实现密封；[0016] 然后，高压气瓶通过底板和PC圆垫板二上的渗透单元进气口进气动作，再通过顶板和PC圆垫板一上的渗透单元出气口出气，通过气体流量计进行测试；[0017] 通过设置试件补偿机构，避免破坏混凝土试件，同时，提高测试的密封性。[0018] 本发明中的混凝土试件为圆饼状，上、下分别设置PC圆垫板一、二，通过设置试件补偿机构，提高混凝土试件的密封可靠性。附图说明[0019] 图1是本发明的工作状态图，[0020] 图2是试件补偿机构实施例一的结构示意图，[0021] 图3是试件补偿机构实施例二的结构示意图，[0022] 图4是试件补偿机构实施例三的结构示意图，[0023] 图5是现有技术的结构示意图；[0024] 图中1是高压气瓶，[0025] 2是气体渗透单元，21是顶板，22是底板，23是钢套，230是进气口，24是混凝土试件，25是充气橡胶囊，26是PC圆垫板一，27是PC圆垫板二，28是渗透单元进气口，29是渗透单元出气口，[0026] 3是气体流量计，[0027] 4是试件补偿机构，[0028] 41是套筒，411是气路，412是气囊一，413是气孔，414是气囊二，415是嵌槽，[0029] 421是柔性挡环一，422是柔性挡环二，423是密封圈，[0030] 43是圆筒，431是柔性凸起，432是弹簧，[0031] 5是气路开关，6是减压阀；[0032] 图5中箭头代表充气橡胶囊充气后的状态。具体实施方式[0033] 本发明如图1?4所示，包括高压气瓶1、气体渗透单元2和气体流量计3；所述气体渗透单元包括顶板21、底板22、钢套23、混凝土试件24和环形充气橡胶囊25，所述钢套连接在顶板和底板之间形成测试腔，所述混凝土试件和充气橡胶囊分别位于测试腔内，所述混凝土试件和顶板之间设有PC圆垫板一，混凝土试件和底板之间设有PC圆垫板二，所述混凝土试件和PC圆垫板一、二位于充气橡胶囊内（使得充气橡胶囊包裹混凝土试件和上、下PC圆垫板）；[0034] 所述钢套上设有连通充气橡胶气囊的进气口230，所述进气口通过气管连通高压气瓶，[0035] 所述底板和PC圆垫板二上设有渗透单元进气口28，所述顶板和PC圆垫板一上设有渗透单元出气口29，所述渗透单元进气口通过气管连通高压气瓶，所述渗透单元出气口通过气管连通气体流量计；工作时，气管上设置气路开关5便于控制启闭，设置减压阀6便于控制气体压力。[0036] 所述充气橡胶囊的内侧设有试件补偿机构4，所述试件补偿机构用于包裹混凝土试件。[0037] 本发明在工作中，通过顶板、钢套和底板形成密闭的测试腔，将混凝土试件放置在测试腔内，混凝土试件的上、下方分别设置PC圆垫板一、二，将其包裹至充气橡胶囊内，首先，充气橡胶囊通过高压气瓶进行充气，实现密封；[0038] 然后，高压气瓶通过底板和PC圆垫板二上的渗透单元进气口进气动作，再通过顶板和PC圆垫板一上的渗透单元出气口出气，通过气体流量计进行测试；[0039] 通过设置试件补偿机构，避免破坏混凝土试件，同时，提高测试的密封性。[0040] 本实用新型中的混凝土试件为圆饼状，上、下分别设置PC圆垫板一、二，通过设置试件补偿机构，提高混凝土试件的密封可靠性。[0041] 所述试件补偿机构包括环形套筒41，所述套筒内设有气路411，所述套筒的中间外侧设有连通气路的环形气囊一412，所述底板上设有连通气路的气孔413，所述气孔通过气管连通高压气瓶；[0042] 所述套筒用于包裹混凝土试件和PC圆垫板一、二。[0043] 通过设置套筒，高压气瓶对套筒上的气囊一进行充气，使其作用于充气橡胶囊的中间，这样，充气橡胶囊的中间内凹，避免对混凝土试件的损坏；两端向外凸起，使其通过套筒可靠接触PC圆垫板一、二，提高密封性。[0044] 所述套筒的两端内侧分别设有环形气囊二414，所述PC圆垫板一和PC圆垫板二上分别设有环形嵌槽415，所述气囊二连通气路，所述气囊二适配地设在嵌槽内。[0045] 通过设置气囊二与嵌槽的配合，一方面，使得定位可靠；另一方面，使得套筒和PC圆垫板一、二之间密封性更好，保证混凝土试件测试的可靠性。[0046] 所述试件补偿机构为：所述PC圆垫板一的底面设有柔性挡环一421，所述PC圆垫板二的顶面设有柔性挡环二422，所述柔性挡环一和柔性挡环二均呈锥台状、且对称设置，所述柔性挡环一接触柔性挡环二，使得PC圆垫板一和PC圆垫板二之间形成密封腔，所述混凝土试件位于密封腔内。[0047] 柔性环板一和柔性挡环二的结构相同，通过设置两者接触形成密封腔，一方面，提高密封性；另一方面，充气橡胶囊在充气后，用于挤压柔性挡环一、二，避免损坏混凝土试件，同时，进一步保证密封腔的密封性。柔性挡环一、二可为橡胶环，方便加工。[0048] 所述柔性挡环一和柔性挡环二的端面之间设有密封圈423。[0049] 通过设置密封圈，保证密封性，提高测试的可靠性。[0050] 所述试件补偿机构包括圆筒43，所述圆筒用于包裹混凝土试件和PC圆垫板一、二，所述圆筒的中间设有环形柔性凸起431，所述柔性凸起内设有弹簧432。[0051] 工作中，充气橡胶囊充气后，其中间直接作用与柔性凸起，这样，通过弹簧将其中间形成内凹，避免对混凝土试件的损坏；两端向外凸起，使其通过套筒可靠接触PC圆垫板一、二，提高密封性。柔性凸起如橡胶凸起，可用于放置弹簧。[0052] 本发明具体分为试验气路系统与密封气路系统，高压气瓶通过气管连通渗透单元进气口进气，经过混凝土试件，再从渗透单元出气口出气通过气管连通气体流量计；通过精密调压阀（如减压阀6）精确控制气路系统的压力值，试验气路系统中气体在一定压力下渗透通过混凝土试件。充气橡胶气囊在一定气体压力下膨胀，同时，通过设置试件补偿机构完全包裹于混凝土试件，避免混凝土试件损坏，同时，防止试验气路中气体从侧面溢出，进而达到实现优异的密封效果与稳态的气体渗透过程，提高试验结果的真实度与可靠性。