我国《混凝土气体渗透率试验方法》中规定采用Cembureau法测定高性能混凝土材料的渗透率 [6] ，混凝土试件采用直径为(150 ± 1) mm、高度为(30 ± 1) mm的圆柱体试件，每组试件为3块，混凝土中骨料最大公称粒径不超过25 mm。

在试验室制作试件时，使用Φ150 mm × 200 mm试模。试件成型后立即用塑料薄膜覆盖并移至标准养护室。试件在(24 ± 2) h内拆模，然后立即将试件送入标准养护室进行养护，养护的温度和湿度符合《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2019的规定，养护龄期为28天。

试件达到龄期后，根据混凝土类型从试件中切取3个高度为(30 ± 1) mm的圆柱体作为试验试件，试件两个端面应采用水砂纸和细锉刀打磨光滑，将加工密封好的试件放入烘箱中，并应在(60 ± 5)℃下烘7 d。烘干结束后将试件移入温度为(20 ± 2)℃、相对湿度为(60 ± 5)%的恒温恒湿条件下静置14 d。

用环氧树脂涂覆圆柱体混凝土试件侧面密封。涂覆时应注意填补涂层中的孔洞并应注意密封材料涂覆的表面平整度。涂完后将圆柱体混凝土试件放置在温度为(20 ± 2)℃、湿度为(60 ± 5)%的环境中不少于24 h至密封材料固化。

试验的气体采用氮气或氧气，压力控制在150~300 kPa，试验装置如 图1 所示。

根据不同的进气端压力可测得不同的体积流量，进而求解表观渗透率和固有渗透率，详见式(1)和式(2)：

$K_a=\frac{2\mu L{P}_a{Q}_V}{A\left(P_H^2-P_a^2\right)}$ (1)

$K_a=K_i\left(1+\frac{b}{\bar{P}}\right)$ (2)

$K_a$——表观渗透率(m²)；

$K_i$——固有渗透率(m²)；

$Q_V$——气体体积流量(m/s)；

L——试件厚度(m)；

A——试件横截面积(m²)；

μ——在测试温度下的气体粘度(Pa·s)；

P_H——进气端压力(Pa)；

P_a——大气压(Pa)；

$\bar{P}$—— $\bar{P}=\frac{P_H+P_a}{2}$；

b——滑移因子(Pa)。

OPI法是南非评价混凝土耐久性指标的一种渗透性试验方法 [7] ，对混凝土材料采用标准养护后取直径为68 mm、厚度为25 mm的试样，在烘干箱内保持温度(50 ± 2)℃干燥7天，直至质量恒定，然后将其置于渗透仪中，仪器如 图2 所示。

在渗透仪一端施加200 kPa的初始压力，另一端与大气连通，当压力下降至(150 ± 2) kPa或在6 h ± 5 min后终止，通过测量氧气通过试样引起的压力衰减，由式(3)计算得到气体渗透系数K (m/s)：

$K=\frac{MVgd}{RATt}\ln \frac{P_0}{P}$ (3)

K——渗透系数(m/s)；

M——摩尔质量(kg/mol)；

V——气体体积(m³)；

g——重力加速度(m/s²)；

R——气体常数(J·mol⁻¹·K⁻¹)；

A——试件截面积(m²)；

d——试件厚度(m)；

T——绝对温度(K)；

P₀——初始压力(Pa)；

P——终止压力(Pa)；

t——测试时间(s)。

Hamami等提出了一种利用压差变化测试水泥基材料气体渗透性的方法 [8] ，要求试件直径为64 mm、厚度为50 mm，从100 × 100 × 400 mm棱柱体取芯，然后用树脂横向包裹试件，确保试件径向紧密。在45℃条件下干燥试样19周，然后在80℃环境下干燥直至质量稳定。

该方法测试步骤为：首先将样品放置在两个压力室之间，增加“上游”压力室气压至P_H > 100 kPa，并降低“下游”压力室气压到P_L ≈ 8.5 Kpa；维持两个压力室的气压稳定，一段时间后继续保持“上游”气压P_H不变，然后记录“下游”压力P_L的变化，当P_L达到35 KPa时，试验结束，试验装置如 图3 所示。

由于压力梯度较大，P_L随时间近似呈线性增加，表观气体渗透率K_a可根据P_L-t曲线的斜率dP_L/dt计算，计算方法详见公式(4)：

$K_a=\frac{2\mu L}{\left(P_H^2-P_L^2\right)A}{V}_L\frac{d{P}_L}{dt}$ (4)

K_a——渗透率(m²)；

μ——在测试温度下的气体粘度(Pa·s)；

L——试件厚度(m)；

A——试件横截面积(m²)；

V_L——“下游”压力室体积(m³)；

P_H——“上游”压力室气压(Pa)；

P_L——“下游”压力室气压(Pa)。

我国南京水利科学研究院于1994年在Figg法基础上提出了一种快速简便的室内混凝土透气性测试方法 [9] ，该测试方法沿用了Schönlin提出的混凝土气体渗透系数计算公式，并写入《水运工程混凝土试验规程》，试验装置如 图4 所示。

试验要求试件为直径100 mm、厚度60 mm的圆盘。试件一端抽真空，一端通大气，在气压差的作用下，空气不断从通大气的一端透过混凝土，使真空试验槽内的真空度下降，通过测定真空度由0.056 MP下降至0.050 MPa所需的透气时间t_d，再根据公式(5)计算混凝土的透气性：

$K_a=\frac{\left(P_1-P_0\right)V_{s}L}{t_d\left(P_a-\frac{P_1+P_0}{2}\right)A}$ (5)

该方法对于高性能混凝土而言，可能测试时间会较长，误差会较大，难以准确评估混凝土的渗透性。

准稳态流动法是由法国里尔中央理工学院Meziani和Skoczylas提出的气体渗透性试验方法 [10] ，所使用的设备为三轴气液渗透仪，如 图5 所示。

试验步骤为：将圆柱形试件装入橡胶套并固定在渗透仪内，施加一定的围压P_c，保证侧面密封，在进气端使用高压气瓶提供稳定进气压P_i，出气端直接连通大气P_a，待气流稳定流动后(10~15 min内P_i不改变)，关闭高压气瓶阀门，使用体积为V_r的气体缓冲瓶继续提供进气端气压，此时进气端气压会有一定的衰减，若衰减量 $\Delta P_i$相对于P_i较小，可认为渗流过程仍为稳态，即“准稳态”。通过记录Δt时间内进气端的平均进气压为， $P_{mean}=P_i-\Delta P_i/2$，平均体积流量为 $Q_{mean}=V_r\Delta P_i/\left(P_{mean}\Delta t\right)$，再根据Darcy定律计算气体表观渗透率，该方法的测试区间在10⁻¹²~10⁻²¹ m²之间，可以满足水泥基材料的气体渗透性测试。

$K_a=\frac{2\mu L{P}_{mean}{Q}_{mean}}{A\left(P_{mean}^2-P_a^2\right)}$ (6)

K_a——渗透率(m²)；

L——试件厚度(m)

A——试件横截面积(m²)；

μ——在测试温度下的气体粘度(Pa·s)；

$P_{mean}$——进气端平均进气压(Pa)；

$Q_{mean}$——平均体积流量(m³/s)；

$P_a$——大气压(Pa)；

$\Delta P_i$——进气端气压衰减量(Pa)。