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气体透过率是单位时间透过单位面积试样的气体的体积,它由材料本身的阻隔性能和材料两边测试气体分压差两个因素决定。气体透过率与测试环境和试样个体有关,气体透过量只与测试试样自身有关而与环境无关,至于气体透过系数则仅与试样的材质有关,是材料本身的性质 。
通常,人们只关注包装材料的气体透过量(单位:cm3/m2·24h·0.1MPa)和气体透过系数。除去由于标准定义差异带来的影响外,严格来讲气体透过率是很少用到的,这与气体透过率受测试气体分压差而变化有很大关系,不利于数据比对。此外,对于气体透过系数的使用还存在误区,气体透过系数并非对所有材料都有意义,它仅对于均匀的单层材料有意义,而且应用前必须已经通过检测多种厚度的材料证明其数据的一致性,但是对于多层复合材料,检测其气体透过系数是没有意义的。该系数主要为进行复合材料的结构设计提供便利。2100433B
气体透过量(Q)是在恒定温度和单位压力差下,在稳定透过时,单位时间内透过试样单位面积的气体的体积,单位为:cm3/m2·d·Pa。与气体渗透性之间满足以下关系:
其中d是材料的厚度。由于两者的单位不同,所以在计算时必须统一计算单位。例如,当材料气体透过系数的单位是cm3·cm/cm2·s·Pa而气体透过量的单位是cm3/m2·d·Pa时,仅是在计算过程中引入的测试时间单位就相差86400倍,面积单位又相差10000倍,所以在国标GB1038中给出了1.1574×10-9这个系数用于单位的统一。
各标准中对材料的气体阻隔性的指标定义比较混乱,如气体透过率(GasTransmissionRate,GTR)在ISO标准(ISO2556,ISO15105-1)中是稳定透过时在恒定温度、单位压差下单位时间内透过单位面积试样的气体体积(与国标GB1038中气体透过量的含义相同),单位是cm3/m2·d·atm;然而在ASTMD1434中它是指在试验状态下单位时间内透过单位面积试样的气体量,单位是mL(STP)/m2·d。因此建议在比对数据时首先要看清数据单位,以确定它们各属于哪一项指标,然后将同项指标的所有比对数据换算成相同的单位再进行比较。在ASTMD1434中给出了几组单位换算表,表1只是其中之一,用于气体渗透性单位之间的换算 。
土的渗透性是指水在土孔隙中渗透流动的性能。土的渗透系数的测定方法很多,可归纳为直接法和间接法两类:直接法包括常水头法和变水头法试验,前者适用于渗透性较大的土,后者适用于渗透性较小的土;间接法包括根据固...
土渗透性(permeability of soils)水在土孔隙中渗透流动的性能。表征土渗透性指标为渗透系数。土中的水受水位差和应力的影响而流动,砂土渗流基本服从达西定律。粘性土因为结合水的黏滞阻力,...
影响混凝土气体渗透性的因素研究
采用气压差值法,利用国外精密仪器,对混凝土的气体渗透性及其影响因素进行了研究分析.结果表明:被研究混凝土为低渗透介质,其气体渗透性为8.61×10-18~ 1.90×10-17 m2;由于混凝土孔隙体积受到外界压力而减小,导致连通通道闭合,气体渗透系数随围压的增大而减小;混凝土气体渗透中的Klinkenberg效应不明显,气体渗透系数随气压的增大而略有减小;由于粉煤灰有利于增加混凝土的密实度,混凝土的气体渗透性随着粉煤灰含量的增大(0%、15%、30%)而逐渐减小;由于较低的水灰比有利于增加混凝土内的水化产物比例,混凝土的气体渗透性随着水灰比(0.55、0.45、0.35)的不断减小而逐渐减小.
影响土的渗透性的因素有很多,如土的类别、密度、应力状态、水的流态及水力坡降等。
土壤的渗透性对污染物的迁移也起着很重要的影响。土壤的渗透性反映了土壤的松紧程度,土壤越紧密,其渗透性越差,水分运动越慢,污染物的迁移能力也就越差,反之,土壤越松散,其渗透性就越好,水分运动越快,污染物的迁移能力也就越快。所以说,土壤的渗透性也直接影响着污染物的迁移能力。
经验入渗系数K是反映土壤入渗能力的一个重要指标,它表示土壤入渗开始后第一个单位时间(1min)内单位面积上的平均入渗速率或第一个单位时段末单位面积上的累积入渗量,其数值的大小主要取决于入渗时土壤结构和状况。
经验入渗指数a是反映土壤入渗能力衰减的重要指标,其值越大,入渗衰减得越快,其值越小,入渗衰减得越慢。其值大小主要取决于由于土体润湿而引起的土壤结构的改变。
土的渗透性一般按土的渗透系数分类,如表1。
表1 土的渗透性分类
透水程度 |
高渗透性 |
中渗透性 |
低渗透性 |
极低渗透性 |
实际不透水 |
渗透系数K(cm/s) |
>10-1 |
10-1~10-3 |
10-3~10-5 |
10-5~10-7 |
<10-7 |
土力学中所涉及的大多数对象,都适用于达西渗流定律。粗粒料,如堆石体等,密实粘土或可以自由流动的细颗粒土,可能越出达西定律适用范围。
黄土的渗透性不同于其他土类,主要特点是垂直方向渗透速度比水平方向的速度要大得多。从甘肃定西黄土梁上的长期渗透试验资料看,自地表开始入渗黄土层(马兰黄土)的水经过20天就达到35米深度,而水平运动的入渗水流在经过30天之后才运行了7米。黄土的渗透性与黄土的岩性结构和地质年龄有关。黄土中孔隙率高,而且有大孔结构或裂隙、节理时,渗透性就强。中更新世与早更新世的黄土或黄土状土的渗透性就弱。 2100433B