CN109520909A - 混凝土抗渗性试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种混凝土抗渗性试验装置，属于混凝土抗渗试验技术领域，其既可适用于渗水高度法又可适用于渗水量法，能够满足不同种类混凝土的试验需求。该试验装置包括壳体，壳体内设有上筒体和下筒体；上筒体的底部敞口并连接于壳体的顶壁；下筒体的顶部敞口并通过升降组件支撑于壳体的底壁；上筒体内壁固定连接有第一压紧环，第一压紧环与混凝土试件顶面边缘抵接密封；下筒体内壁固定连接有第二压紧环，第二压紧环与混凝土试件底面边缘抵接密封；上筒体连接有第一注水管和第一排水管，下筒体连接有第二注水管和第二排水管，第一注水管和第二注水管均连接有水箱；上筒体侧壁设有测压表，上筒体中还设有活塞组件；壳体的一侧侧壁设有窗口。
Description
技术领域
本发明属于混凝土抗渗试验技术领域，尤其涉及一种混凝土抗渗性试验装置。
背景技术
混凝土内不可避免地存在微孔隙和微裂缝，许多有害物质都是以水为介质通过微孔隙和微裂缝进入到混凝土内部，从而造成钢筋锈蚀、有害离子侵蚀等不利影响，使混凝土耐久性能降低。混凝土的抗渗性是其耐久性的重要评价指标，因此，对混凝土抗渗性进行测试尤为重要。
根据GBT 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，我国混凝土抗渗性试验方法主要有三种，具体为抗渗标号法、渗水高度法和渗水量法。经试验证明，抗渗标号法在测试混凝土抗渗性时不能达到精度要求，因而很少被采用；渗水量法是通过测渗流量计算出渗透系数，以表征抗渗性，但其不适用于抗渗性较大的混凝土，局限性比较大；渗水高度法实用性较强，可以适用于较多种类的混凝土，但观测时不得不破坏试件，易造成浪费，目前，常用的混凝土抗渗性试验装置通常只适用于一种试验方法，无法满足不同种类混凝土的试验需求，而购置多个试验装置，又会导致试验成本的增加。而且，适用于渗水高度法的现有混凝土抗渗性试验装置，其体积通常较大，也无法满足施工现场的应用要求。
因而，如何提供一种既可适用于渗水高度法又可适用于渗水量法的混凝土抗渗性试验装置，以满足不同种类混凝土的试验需求，是当前急需解决的一项技术问题。
发明内容
本发明提出一种混凝土抗渗性试验装置，其既可适用于渗水高度法又可适用于渗水量法，解决了现有渗水量法试验装置应用范围较窄的问题，同时解决了现有渗水高度法试验装置体积大难以现场试验且操作困难的问题，能够满足不同种类混凝土的试验需求。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
混凝土抗渗性试验装置，包括壳体，所述壳体内自上而下设有上筒体和下筒体；所述上筒体的底部敞口，并连接于所述壳体的顶壁；所述下筒体的顶部敞口，并通过升降组件支撑于所述壳体的底壁；所述上筒体内壁固定连接有第一压紧环，所述第一压紧环与混凝土试件顶面边缘抵接密封；所述下筒体内壁固定连接有第二压紧环，所述第二压紧环与混凝土试件底面边缘抵接密封；所述上筒体连接有第一注水管和第一排水管，所述下筒体连接有第二注水管和第二排水管，所述第一注水管和第二注水管均连接有水箱；所述上筒体侧壁安装有测压表，所述上筒体中还设有用于将所述上筒体内的水压向所述混凝土试件的活塞组件；所述壳体的一侧侧壁开设有窗口。
作为优选，所述第一压紧环靠近所述上筒体的底部敞口设置，所述第二压紧环靠近所述下筒体的顶部敞口设置。
作为优选，所述第一压紧环的底面，以及所述第二压紧环的顶面，均设有密封圈。
作为优选，所述第一注水管和第一排水管与上筒体筒壁的连通处均位于所述第一压紧环上方，且所述第一注水管与上筒体筒壁的连通处高于所述第一排水管与上筒体筒壁的连通处。
作为优选，所述第二注水管和第二排水管与下筒体筒壁的连通处均位于所述第二压紧环下方，且所述第二注水管与下筒体筒壁的连通处高于所述第二排水管与下筒体筒壁的连通处。
作为优选，所述测压表的检测点靠近所述混凝土试件的顶面设置。
作为优选，所述升降组件包括用于放置所述下筒体的平台，以及液压驱动的升降支架；所述升降支架的底端连接于所述壳体的底壁，顶端连接于所述平台的底面。
作为优选，所述平台顶面设有朝向所述窗口方向延伸的滑轨，所述下筒体的底部安装有与所述滑轨相匹配的滑轮。
作为优选，所述活塞组件包括转动盘、螺杆和活塞；所述活塞设置于所述上筒体内，所述活塞与上筒体的筒壁滑动配合以沿竖直方向在所述上筒体内往复运动；所述螺杆竖直设置，其上端穿过所述壳体顶壁，下端固定连接于所述活塞的顶面；所述转动盘螺纹连接于所述螺杆外周，且其底部转动连接于所述壳体的顶壁。
作为优选，所述上筒体通过夹持组件可拆卸连接于所述壳体的顶壁。
作为优选，所述夹持组件包括卡箍和连接杆，所述卡箍卡接于所述上筒体的外周，所述连接杆的上端可拆卸连接于所述壳体的顶壁，下端固定连接于所述卡箍。
作为优选，所述第一注水管、第一排水管、第二注水管和第二排水管均设有阀门。
作为优选，所述第一注水管、第一排水管、第二注水管和第二排水管均穿过所述壳体侧壁延伸至外部，所述阀门和水箱均位于所述壳体之外。
作为优选，所述壳体的底部安装有万向轮。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明提供的混凝土抗渗性试验装置，既可适用于渗水高度法又可适用于渗水量法，解决了现有渗水量法试验装置应用范围较窄的问题，同时解决了现有渗水高度法试验装置体积大难以现场试验且操作困难的问题，试验时可根据混凝土试件的渗透性大小，选择两种方法之一进行抗渗性试验，满足了不同种类混凝土的试验需求；
2、本发明提供的混凝土抗渗性试验装置，其结构简单，维护成本低，而且其体积小，便于移动和操作，该混凝土抗渗性试验装置的推广具有显著的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例提供的混凝土抗渗性试验装置的全剖主视图；
图2为本发明实施例提供的混凝土抗渗性试验装置的全剖左视图；
图3为图1中A处的放大图；
图4为本发明实施例提供的夹持组件的主视图；
图5为本发明实施例提供的夹持组件的俯视图；
图6为本发明实施例提供的活塞组件的结构示意图；
图7为利用本发明实施例提供的混凝土抗渗性试验装置进行渗水高度法抗渗性试验时的使用状态图；
图8为利用本发明实施例提供的混凝土抗渗性试验装置进行渗水量法抗渗性试验时的使用状态图；
以上各图中：1、壳体；2、上筒体；3、第一压紧环；4、第二压紧环；5、下筒体；6、升降组件；61、平台；62、升降支架；7、活塞组件；71、转动盘；72、螺杆；73、活塞；8、夹持组件；81、卡箍；82、连接杆；9、水箱；10、第一注水管；11、第一排水管；12、测压表；13、第二注水管；14、第二排水管；15、滑轨；16、滑轮；17、万向轮；18、密封圈；19、混凝土试件；20、烧杯。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1和图2所示，本发明实施例涉及一种混凝土抗渗性试验装置，包括壳体1，壳体1内自上而下设有上筒体2和下筒体5；上筒体2的底部敞口，并连接于壳体1的顶壁；下筒体5的顶部敞口，并通过升降组件6支撑于壳体1的底壁；上筒体2内壁固定连接有用于压紧混凝土试件19顶面的第一压紧环3，第一压紧环3与混凝土试件19顶面边缘抵接密封；下筒体5内壁固定连接有用于压紧混凝土试件19底面的第二压紧环4，第二压紧环4与混凝土试件19底面边缘抵接密封；上筒体2连接有第一注水管10和第一排水管11，下筒体5连接有第二注水管13和第二排水管14，第一注水管10和第二注水管13均连接有水箱9；上筒体2侧壁安装有测压表12，上筒体2中还设有用于将上筒体2内的水压向混凝土试件19的活塞组件7；壳体1的一侧侧壁开设有窗口，以便于观察上筒体2和下筒体5中的水位，并便于在壳体1内进行操作。
需要说明的是，为了控制注水和排水，第一注水管10、第一排水管11、第二注水管13和第二排水管14均设有阀门。同时，为了便于操作，第一注水管10、第一排水管11、第二注水管13和第二排水管14均穿过壳体1侧壁延伸至外部，阀门和水箱9均位于壳体1之外。此外，第一注水管10和第二注水管13可分别连接一个水箱9，也可连接在一个水箱9上。
上述混凝土抗渗性试验装置中，通过设置的窗口可将混凝土试件19放于下筒体5的第二压紧环4上，通过升降组件6抬升下筒体5，可使混凝土试件19的顶面压紧上筒体2的第一压紧环3，通过第一压紧环3和第二压紧环4可分别使上筒体2与混凝土试件19之间以及下筒体5与混凝土试件19之间密封，从而使上筒体2和下筒体5中均形成一定的注水空间。
为了使上筒体2和下筒体5内留有足够的注水空间，作为一种优选，如图1所示，第一压紧环3靠近上筒体2的底部敞口设置，第二压紧环4靠近下筒体5的顶部敞口设置。
为了保证第一压紧环3与混凝土试件19顶面边缘，以及第二压紧环4与混凝土试件19底面边缘之间的密封性，作为一种优选，如图3所示，第一压紧环3的底面，以及第二压紧环4的顶面，均设有密封圈18，以保证密封性。需要说明的是，本实施例中采用的密封圈18可以为橡胶密封圈或硅胶密封圈等，密封圈18的形状可根据上筒体2和下筒体5的具体形状选择，可以为方形、圆形等。
为了便于抬升下筒体5，如图1所示，升降组件6包括用于放置下筒体5的平台61，以及液压驱动的升降支架62；升降支架62的底端连接于壳体1的底壁，顶端连接于平台61的底面。通过液压驱动升降支架62升降，即可实现平台61的抬升或下降，从而实现下筒体5的抬升或下降。可以理解的是，本领域技术人员也可采用其他的升降组件6以抬升下筒体5，例如液压式推拉杆等。
进一步的，为了便于将混凝土试件19通过设置的窗口放置于下筒体5上，作为一种优选，如图2所示，平台61顶面设有朝向窗口方向延伸的滑轨15，下筒体5的底部安装有与滑轨15相匹配的滑轮16。在放置混凝土试件19时，拉动下筒体5，通过滑轮16与滑轨15的配合使下筒体5沿滑轨15滑动至靠近窗口处，便于将混凝土试件19放置于下筒体5上。混凝土试件19放置结束后，推动下筒体5，通过滑轮16与滑轨15的配合使下筒体5沿滑轨15滑动至上筒体2的正下方。需要说明的是，为了便于第二注水管13和第二排水管14随下筒体5移动，如图1所示，第二注水管13为软管，壳体1侧壁上用于穿过第二排水管14的开孔尺寸足够大，以避免影响第二排水管14随下筒体5移动。
由于待测的混凝土试件19可能为长方体，也可能为圆柱体，因而，为了适用于不同形状的混凝土试件19，上筒体2和下筒体5可以为长方体，也可以为圆柱体。由于上筒体2连接在壳体1的顶壁，为了便于更换不同形状的上筒体2，作为一种优选，如图1所示，上筒体2通过夹持组件8可拆卸连接于壳体1的顶壁。夹持组件8的具体结构如图4和图5所示，夹持组件8包括卡箍81和连接杆82，卡箍81卡接于上筒体2的外周，连接杆82的上端可拆卸连接于壳体1的顶壁，下端固定连接于卡箍81。安装上筒体2时，将卡箍81卡接于上筒体2的外周，进而将连接杆82连接于壳体1顶壁即可；当更换上筒体2时，将连接杆82拆离壳体1顶壁，即可将上筒体2取下，更换为合适形状的上筒体2。需要说明的是，卡箍81是本领域常用的一种卡接连接件，在本实施例中，卡箍81包括环绕上筒体2外周设置的卡环，卡环具有开口，开口的两端均连接有连接板，两个连接板通过螺栓连接紧固。可以理解的是，本发明实施例不局限于上述结构的卡箍81，本领域技术人员也可以采用其他结构的卡箍81，只要能够与上筒体2外周卡接即可。
上述混凝土抗渗性试验装置中，设置于上筒体2中的活塞组件7用于对水加压，如图1和图6所示，活塞组件7包括转动盘71、螺杆72和活塞73；活塞73设置于上筒体2内，活塞73与上筒体2的筒壁滑动配合以沿竖直方向在上筒体2内往复运动；螺杆72竖直设置，其上端穿过壳体1顶壁，下端固定连接于活塞73的顶面；转动盘71螺纹连接于螺杆72外周，且其底部转动连接于壳体1的顶壁。使用时，拧动转动盘71，由于转动盘71转动连接在壳体1的顶壁，其无法在竖直方向上移动，因而，与转动盘71螺纹连接的螺杆72会在螺纹的推动下上移或下移，从而驱动活塞73沿竖直方向在上筒体2内往复运动以向上筒体2内的水加压。
上述混凝土抗渗性试验装置中，上筒体2连接的第一注水管10用于向上筒体2中注水，第一排水管11用于使上筒体2中的水排出，测压表12用于测定混凝土试件19顶面处的压力；下筒体5连接的第二注水管13用于向下筒体5中注水，第二排水管14用于使下筒体5中的水排出。在本实施例中，如图1所示，第一注水管10和第一排水管11与上筒体2筒壁的连通处均位于第一压紧环3上方，且第一注水管10与上筒体2筒壁的连通处高于第一排水管11与上筒体2筒壁的连通处；第二注水管13和第二排水管14与下筒体5筒壁的连通处均位于第二压紧环4下方，且第二注水管13与下筒体5筒壁的连通处高于第二排水管14与下筒体5筒壁的连通处；测压表12的检测点靠近混凝土试件19的顶面设置。这样设置第一注水管10、第一排水管11、第二注水管13、第二排水管14和测压表12的位置，能够保证渗水高度法和渗水量法两种抗渗性试验方法的实施。
此外，如图1所示，壳体1的底部安装有万向轮17，以便于混凝土抗渗性试验装置的整体移动。
如图7所示，利用上述混凝土抗渗性试验装置进行渗水高度法抗渗性试验的方法，包括如下步骤：
(1)放置试件：将混凝土试件19通过窗口传递至壳体1内部，并放置于下筒体5的第二压紧环4上，用石蜡密封混凝土试件19与下筒体5筒壁之间的缝隙；通过升降组件6抬升下筒体5，使混凝土试件19的顶面压紧于上筒体2的第一压紧环3，用石蜡密封混凝土试件19与上筒体2筒壁之间的缝隙；
(2)注水测试：打开第一注水管10的阀门，通过水箱9向上筒体2中注水，直至上筒体2内的液面与第一注水管10和上筒体2筒壁连通处相平齐，关闭第一注水管10的阀门以停止注水；通过活塞组件7对上筒体2内的水加压，通过测压表12检测混凝土试件19表面的水压，控制活塞组件7的施加压力，使混凝土试件19表面的水压在24h内恒定控制在1.2±0.5MPa，当水压恒定时为试验开始时间，每隔一定时间观察混凝土试件19底部，若观察到混凝土试件19底面已渗水，则停止实验并记录渗水高度；若24h内均未出现渗水，则在24h后取出混凝土试件19并劈裂，测量渗水高度。
如图8所示，利用上述混凝土抗渗性试验装置进行渗水量法抗渗性试验的方法，包括如下步骤：
(1)放置试件：将混凝土试件19通过窗口传递至壳体1内部，并放置于下筒体5的第二压紧环4上，用石蜡密封混凝土试件19与下筒体5筒壁之间的缝隙；通过升降组件6抬升下筒体5，使混凝土试件19的顶面压紧于上筒体2的第一压紧环3，用石蜡密封混凝土试件19与上筒体2筒壁之间的缝隙；
(2)注水测试：打开第二注水管13和第二排水管14的阀门，通过水箱9向下筒体5中注水，直至第二排水管14开始排水，关闭第二注水管13的阀门以停止注水；打开第一注水管10和第一排水管11的阀门，通过水箱9向上筒体2中注水，直至第一排水管11开始排水，通过第一注水管10的阀门控制注水速度，使混凝土试件19顶面上方的上筒体2内保持一个恒定的水头差；在第二排水管14下方放置一个空烧杯20，当混凝土试件19开始透水时为试验开始时间，透过混凝土试件19的水滴于下筒体5内，并从第二排水管14流至烧杯20中，一段时间后量取烧杯20内的总水量，可计算获得单位时间的渗流量，进一步结合水头差可计算获得渗透系数。需要说明的是，渗透系数的具体计算方法参见GBT 50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，在此不做赘述。
上述混凝土抗渗性试验装置，既可适用于渗水高度法又可适用于渗水量法，解决了现有渗水量法试验装置应用范围较窄的问题，同时解决了现有渗水高度法试验装置体积大难以现场试验且操作困难的问题，试验时可根据混凝土试件19的渗透性大小，选择两种方法之一进行抗渗性试验，满足了不同种类混凝土的试验需求。同时，上述混凝土抗渗性试验装置的结构简单，维护成本低，而且其体积小，便于移动和操作，该混凝土抗渗性试验装置的推广具有显著的经济效益。
Claims (10)
1.混凝土抗渗性试验装置，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)内自上而下设有上筒体(2)和下筒体(5)；所述上筒体(2)的底部敞口，并连接于所述壳体(1)的顶壁；所述下筒体(5)的顶部敞口，并通过升降组件(6)支撑于所述壳体(1)的底壁；所述上筒体(2)内壁固定连接有第一压紧环(3)，所述第一压紧环(3)与混凝土试件(19)顶面边缘抵接密封；所述下筒体(5)内壁固定连接有第二压紧环(4)，所述第二压紧环(4)与混凝土试件(19)底面边缘抵接密封；所述上筒体(2)连接有第一注水管(10)和第一排水管(11)，所述下筒体(5)连接有第二注水管(13)和第二排水管(14)，所述第一注水管(10)和第二注水管(13)均连接有水箱(9)；所述上筒体(2)侧壁安装有测压表(12)，所述上筒体(2)中还设有用于将所述上筒体(2)内的水压向所述混凝土试件(19)的活塞组件(7)；所述壳体(1)的一侧侧壁开设有窗口。
2.根据权利要求1所述的混凝土抗渗性试验装置，其特征在于：所述第一压紧环(3)靠近所述上筒体(2)的底部敞口设置，所述第二压紧环(4)靠近所述下筒体(5)的顶部敞口设置。
3.根据权利要求2所述的混凝土抗渗性试验装置，其特征在于：所述第一压紧环(3)的底面，以及所述第二压紧环(4)的顶面，均设有密封圈(18)。
4.根据权利要求2或3所述的混凝土抗渗性试验装置，其特征在于：所述第一注水管(10)和第一排水管(11)与上筒体(2)筒壁的连通处均位于所述第一压紧环(3)上方，且所述第一注水管(10)与上筒体(2)筒壁的连通处高于所述第一排水管(11)与上筒体(2)筒壁的连通处；所述第二注水管(13)和第二排水管(14)与下筒体(5)筒壁的连通处均位于所述第二压紧环(4)下方，且所述第二注水管(13)与下筒体(5)筒壁的连通处高于所述第二排水管(14)与下筒体(5)筒壁的连通处；所述测压表(12)的检测点靠近所述混凝土试件(19)的顶面设置。
5.根据权利要求1所述的混凝土抗渗性试验装置，其特征在于：所述升降组件(6)包括用于放置所述下筒体(5)的平台(61)，以及液压驱动的升降支架(62)；所述升降支架(62)的底端连接于所述壳体(1)的底壁，顶端连接于所述平台(61)的底面。
6.根据权利要求5所述的混凝土抗渗性试验装置，其特征在于：所述平台(61)顶面设有朝向所述窗口方向延伸的滑轨(15)，所述下筒体(5)的底部安装有与所述滑轨(15)相匹配的滑轮(16)。
7.根据权利要求1所述的混凝土抗渗性试验装置，其特征在于：所述活塞组件(7)包括转动盘(71)、螺杆(72)和活塞(73)；所述活塞(73)设置于所述上筒体(2)内，所述活塞(73)与上筒体(2)的筒壁滑动配合以沿竖直方向在所述上筒体(2)内往复运动；所述螺杆(72)竖直设置，其上端穿过所述壳体(1)顶壁，下端固定连接于所述活塞(73)的顶面；所述转动盘(71)螺纹连接于所述螺杆(72)外周，且其底部转动连接于所述壳体(1)的顶壁。
8.根据权利要求1所述的混凝土抗渗性试验装置，其特征在于：所述上筒体(2)通过夹持组件(8)可拆卸连接于所述壳体(1)的顶壁。
9.根据权利要求8所述的混凝土抗渗性试验装置，其特征在于：所述夹持组件(8)包括卡箍(81)和连接杆(82)，所述卡箍(81)卡接于所述上筒体(2)的外周，所述连接杆(82)的上端可拆卸连接于所述壳体(1)的顶壁，下端固定连接于所述卡箍(81)。
10.根据权利要求1所述的混凝土抗渗性试验装置，其特征在于：所述第一注水管(10)、第一排水管(11)、第二注水管(13)和第二排水管(14)均设有阀门；所述第一注水管(10)、第一排水管(11)、第二注水管(13)和第二排水管(14)均穿过所述壳体(1)侧壁延伸至外部，所述阀门和水箱(9)均位于所述壳体(1)之外。
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