试样尺寸对水蒸气扩散系数瞬态测试的影响

为了分析试样尺寸对水蒸气有效扩散系数瞬态测试结果的影响,利用瞬态法测试底面积为50 mm×50 mm,长度分别为120、150、200、250 mm的4种B04级加气混凝土试样沿长度方向的水蒸气有效扩散系数,比较实验结果与采用标准稳态法的测试结果.结果表明,随着试样尺寸的增长,水蒸气有效扩散系数的瞬态测试值逐渐降低.长度为120 mm试样的瞬态测试值略高于稳态测试值,相对湿度高于50%时的最大偏差不超过10%,耗时为24 h;长度为150 mm试样的瞬态测试值与稳态测试值在整体上最为接近,在整个相对湿度区间的最大偏差不超过13%,测试耗时为36 h;长度为200、250 mm试样的瞬态测试值比稳态测试值显著偏低,最大偏差超过25%,耗时均超过60 h.根据测试结果,建议采用长度约为150 mm的试样对该型加气混凝土的水蒸气扩散系数进行瞬态测试.     

混凝土氧气扩散性能的预测模型

钢筋保护层处混凝土的氧气扩散速率是影响混凝土内钢筋锈蚀速率的重要因素.为确定保护层处混凝土氧气扩散速率,从多孔材料气体扩散的基本原理出发,根据Fick扩散定律并结合影响混凝土中氧气扩散速率的具体因素,建立了混凝土氧气扩散性能的预测模型,并通过试验对模型进行了验证.试验表明预测模型的计算结果和试验测试结果基本一致;混凝土氧气扩散系数随混凝土孔隙率、环境温度和相对湿度的增高而增大,在温湿度条件不变的情况下,混凝土孔隙率由0.09增大到0.18时,混凝土氧气扩散系数约增大4倍.     

贴附射流蒸发传质法确定多孔介质热质扩散系数测定方法的研究

提出一种确定热质扩散系数ａｔ的测定方法。根据反问题原理，在假定前扩散系数ａｍ为含湿量的线性函数、热梯度系数为常数的条件下，利用自行研制的贴附射流式对流蒸发实验装置，对胶凝材料石膏板、加气混凝上砌块等含混多孔材料的热质扩散系数ａｔ的确定进行了测量研究和优化处理；并对多变量寻化时存在多个极值点的情况下，如何获得最优解进行了探讨，最终得到两种适于测试情况的有效方法：（ｌ）合理选初值；（２）利用修改的变量轮换法进行全局优化①。     

氯离子在混凝土管桩中的扩散规律

混凝土管桩在海工环境中广泛使用,管桩内表面为封闭面,外壁常常暴露于氯盐环境中。根据菲克第二定律和管桩的边界条件,采用分离变量法,得到氯离子扩散方程的解析解。该解析解包含稳态解和瞬态解2部分,而稳态解由贝塞尔函数构成,与基于半无限体边界条件的传统解不同。采用该解答计算PHC管桩氯离子扩散,探讨内外半径之比、扩散系数以及钢筋保护层厚度对氯离子扩散的影响。当内外半径之比a/b为1.5时,瞬态解的次要部分衰减速率比主要部分约大4倍。     

加气混凝土湿物理性质的测定

分析建筑围护结构的热湿过程有着重要意义,而材料的物理性质是完成分析必不可少的参数。对中国常用多孔建筑材料而言,其湿物理性质并不完备。在20～25℃下,依据ISO和ASTM标准,通过平衡吸放湿实验、压力平板实验、蒸汽渗透实验、毛细吸水实验和真空饱和实验,对中国产B07级加气混凝土进行了测试,得到了包括等温吸放湿曲线、保水曲线、蒸汽渗透系数、液态水扩散系数、吸水系数、毛细饱和含湿量和真空饱和含湿量在内的所有湿物理性质。     

瞬态计时法快速测定材料导热系数

利用一维非稳态导热积分方程.提出了测定材料导热系数的瞬态计时法.与稳态及准稳态法相比,显著提高了测试速度与测试精度.并以有机玻璃和电木为例进行了实际测定.结果表明该方法可有效地用来测定大多数材料的导热系数     

加气混凝土蒸汽渗透系数的变物性取值方法

通过静态称重法和干湿杯法测得了加气混凝土在15、25和35℃下的等温吸放湿曲线和蒸汽渗透系数,讨论了蒸汽渗透系数的变物性取值方法,并与《民用建筑热工设计规范》（GB 50176-93）中的取值进行了对比。结果表明,加气混凝土的等温吸放湿曲线和蒸汽渗透系数在实验温度范围内受温度影响不大。该取值方法能针对吸湿过程,在中等相对湿度（60%~80%）或者整个典型建筑环境相对湿度（40%~95%）范围内计算得到与规范规定值基本相同的平均蒸汽渗透系数。此外,该方法能推广到各种多孔材料,针对吸湿或放湿过程,在各相对湿度范围内得到准确的蒸汽渗透系数。     

含湿多孔介质热湿迁移特性参数研究

分析含湿多孔介质内部的传热传质过程及其热湿传递特性参数,建立一维热湿迁移过程方程组,通过特征函数法解出多孔介质内部温、湿度分布,由测试值作非线性最小二乘拟合,得到含湿多孔材料的热湿特性参数值。     

混凝土水分扩散表面因子理论模型与验证

针对混凝土湿度场对混凝土结构耐久性、混凝土表面干缩应力以及干缩裂缝等的影响,研究混凝土湿度场中水分扩散表面因子这一关键因素.引入混凝土表面孔隙面积和孔隙中的水分扩散系数2个参数,推导混凝土湿度场的第3类边界条件.将混凝土表面水分对流扩散简化为不可压缩流体一维平板壁面对流传质问题,根据质量守恒和平板壁面对流传质理论,建立混凝土干燥过程水分扩散表面因子的理论模型以及模型的近似解.结果表明,理论模型和试验检测结果之间具有良好的相关性.     

海洋大气中氯离子在粉煤灰混凝土中的传输规律

为了实现海洋大气环境中粉煤灰混凝土耐久性使用寿命的预测,从氯离子在人工模拟海洋大气环境中粉煤灰混凝土中的传输试验出发,结合氯离子在非饱和多孔介质中的传输机理,研究海洋大气环境下混凝土内部微环境（微环境温度和相对湿度）及粉煤灰掺量对氯离子传输速率的影响程度,并与人工模拟海洋水下环境试验结果进行对比分析.研究结果表明：1) 在海洋大气环境与海洋水下环境下,氯离子在粉煤灰混凝土中的扩散模型形式上一致,粉煤灰的掺入对氯离子传输能力有一定的影响,但不会改变氯离子在混凝土中的传输机理.2) 当粉煤灰掺量一定时,微环境相对湿度越高（微环境温度一定）,海洋大气环境氯离子扩散系数越大;但微环境温度(微环境相对湿度一定)对海洋水下环境和海洋大气环境中氯离子迁移的影响程度不同.3) 粉煤灰掺量(微环境温度、相对湿度一定)对海洋水下环境和海洋大气环境氯离子扩散系数的影响规律不同.     

一种基于热线法的横观各向同性材料导热系数的测量方法

材料的导热系数是其重要的热物理特性参数之一,高效地测量各种材料的导热系数具有较重要的实际工程意义.在工程上,有较多材料具有横观各向同性的性质.对于横观各向同性材料导热系数的测量较常用的方法为稳态热平板法.该方法通过在不同方向上对试样施加热流,在材料内部产生稳态的温度分布,通过热流与温度梯度的关系反算导热系数.稳态热平板法基于稳态传热理论,原理简单,但耗时较长,对于待测试样较多的情形,具有一定局限性.热线法基于瞬态传热理论,是一种简单快捷的材料导热系数测量方法.本文基于横观各向同性介质中的热传导理论,对热线法进行了功能拓展,建立了一种利用热线法测量横观各向同性材料导热系数的新方法.将此方法应用于自制的人工横观各向同性材料,并将测量结果与相应的稳态平板法所得结果进行了比较.比较试验结果表明:只要测量过程中实际的探针-试样系统与其对应的理想模型之间具有较高的接近度,即能保证本文方法所得结果的可靠性及可重复性.     

多孔介质质扩散系数线性模型中的参数估计方法

本文提出一种在第三类边界条件下,通过理论计算蒸发规律与实测蒸发规律之间的最佳逼近,瞬态测定计算变物性质扩散系数的参数估计方法。设计并制造了真空蒸发实验装置。在假设质扩散系数为舍湿量线性函数的情况下,对石膏板和水泥板的质扩散系数进行了测量计算。实验和计算结果表明,测试及计算方法简单可行,容易进行控制,测定时间较稳态方法大大缩短,因此比较实用可靠。     

混凝土渗透性的原位测试与评价

利用离子迁移实验和混凝土表面电阻率两种实验方法原位测试5种钢筋混凝土箱梁保护层混凝土的氯离子扩散系数和混凝土表面电阻率,讨论原位测试结果与实验室里ASTM C1202电通量测量值的相关性,建立保护层混凝土氯离子扩散系数与混凝土表面电阻率之间的数学关系式,利用原位测试的氯离子扩散系数评价了钢筋混凝土箱梁在海洋环境条件中的使用寿命。研究结果表明,在稳态下混凝土结构表面保护层混凝土的氯离子扩散系数和混凝土表面电阻率与6h电通量具有较好的相关性,可以采用离子迁移实验和混凝土表面电阻率两种实验方法进行在原位测试和评价混凝土的渗透性,混凝土表面电阻率在工程应用上更为简便。     

混凝土中氯离子-硫酸根离子耦合扩散模型

为了研究混凝土中硫酸根离子与氯离子扩散的相互影响,引入硫酸根离子侵蚀损伤演化理论,分析了硫酸根离子侵蚀对混凝土孔隙率的影响和混凝土孔隙率对氯离子扩散的影响,提出了考虑硫酸根离子影响的氯离子扩散系数。通过菲克定律推导出的一维扩散模型对实验数据进行拟合,确定了待定系数a_D的值,建立了考虑硫酸根离子侵蚀损伤演化的氯离子扩散模型。     

高分子体系中溶剂扩散系数测定方法的研究进展

探明高分子体系中溶剂小分子扩散系数的测定方法,对传质过程的深入研究及在膜分离、溶剂萃取等不同的科学工程领域具有非常重要的意义。高分子体系中溶剂分子扩散的两种基本形式为自扩散与互扩散,测定自扩散系数的方法主要有脉冲梯度核磁共振法(PFGNMR),反气相色谱法等,测定互扩散系数的方法主要有重量法,傅里叶变换红外衰减全反射(FTIR-ATR)等。这些测试方法在测量时间、准确度和适用浓度范围等方面都有各自的应用优势。本文重点介绍了各测试技术的基本特点和最新应用进展,并指出了各测试技术的适用范围以及目前存在的问题,并对它们的改进方向进行了展望,以期为研究者采用易操作、成本低、快速准确的测试方法提供参考依据。     

蒸压加气混凝土超声波速与强度的关系探讨

蒸压加气混凝土是一种轻质多孔混凝土,结构特点是无粗、细骨料,体内均匀分布着大量闭合小气孔.使用超声无损检测的方法,对5组不同尺寸的蒸压加气混凝土试件进行超声波测试,同时做了抗压强度试验.探讨了超声波速与蒸压加气混凝土试件尺寸和抗压强度之间的关系,并通过回归分析得出了抗压强度与超声波速之间的函数关系式.     

钒在高锰钢中扩散的试验研究

在1 500℃下,采用毛细管-熔池法进行钒在高锰钢中的扩散试验,用EPMA分析和测定钒在毛细管轴向的浓度分布,采用一维稳源半无限长棒扩散模型,由Fick扩散第二定律求解钒原子的扩散系数.用光学显微镜和XRD研究材料的显微组织和物相组成,显微组织结构和微区成分分析表明,在材料的奥氏体基体上分布着细小颗粒状和团块状碳化物增强相,并以毛细管靠近扩散源一端为起点,钒元素浓度及碳化物的数量沿毛细管轴向呈梯度下降(减少)分布.用HX-1000TM显微硬度计检测试样的硬度,结果表明材料硬度沿试样轴向也呈下降趋势,梯度分布特性明显.     

瞬态法测量木材热物性的理论与实验研究

为了有效测量不同含水率木材的热物性，提出了一种新的瞬态平面热源测量法。在一定的简化条件下求解一维有限厚度平板的非稳态导热微分方程，得到了平板木材试样的温度随时间和平板厚度变化的短时间公式，并由此建立了在恒定热流加热条件下木材热物性的瞬态测量实验台。利用此实验台测量了不同含水率的落叶松和红松试样的径向导热系数、热扩散系数和比定压热容等热物性参数并与文献数据进行了比较。结果表明，该瞬态测量方法具有较高的精度，比准稳态法更好地满足了一维导热条件，利用此方法能够有效而快速地对不同含水率的木材进行热物性测量。     

混凝土氯离子扩散系数预测的两步解析法

针对现有混凝土氯离子扩散理论模型的不足,提出了混凝土氯离子扩散系数预测的两步解析 法．将混凝土看成一种是由骨料、水泥石基体和界面组成的三相复合材料,基于非均匀界面模型,估 算出水泥石基体和界面的水灰比、水化度和氯离子扩散系数,然后根据微分有效介质方法,提出了 混凝土氯离子扩散系数的简单解析解．做了一组混凝土氯离子扩散试验,通过与试验结果比较初步 证实了所提出的两步解析法的有效性．最后通过敏感性分析量化了影响混凝土氯离子扩散系数的 两个主要因素,结果表明：随着水灰比增大或骨料体积分数减小,混凝土氯离子扩散系数增大．     

水性环氧树脂对铁尾矿加气混凝土力学性能及抗冻性的影响

目的研究水性环氧树脂的掺量对铁尾矿加气混凝土的吸水率、密度、抗压强度、冻融后的质量损失率和抗压强度损失率的影响.方法通过掺入不同掺量的水性环氧树脂制备铁尾矿加气混凝土试样,经冻融循环后,测试其质量损失和强度损失,重点分析水性环氧树脂掺量对加气混凝土抗冻性能的改善作用,并利用XRD和SEM等分析方法,研究不同掺量下加气混凝土试样的水化产物及结构特点.结果水性环氧树脂较为适当的掺量范围为3%~5%.当水性环氧树脂掺量大于3%时,制备试样的吸水率较为明显的降低;制备试样的密度有较大幅度的升高.当水性环氧树脂掺量为3%时,制备试样15次冻融循环后的质量损失率和抗压强度损失率开始较为明显的降低;当水性环氧树脂掺量大于3%时,试样的质量损失率和抗压强度损失率的降幅逐渐减小.结论当水性环氧树脂掺量为3%时,对加气混凝土的抗冻性开始起作用,15次冻融后试样的质量损失率和强度损失率分别为3.981%和20.019%;水化产物以托勃莫来石、C-S-H(II)和复合的交联的胶凝材料相为主.