CN110441218A - 一种混凝土透水性检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种混凝土透水性检测装置及检测方法，包括漏斗、压力筒、液压囊，压力筒的装有混凝土试样，压力筒内壁设有将混凝土试样和压力筒之间间隙密封的密封结构，漏斗可拆卸连接在压力筒的底部，漏斗的底部被密封，液压囊通过水管和外界连通，水管设有水阀，液压囊的下端开口和压力筒的内壁连接，压力筒上部设有用于挤压液压囊的活塞，压力弹簧一端固定，另一端驱动第二齿条运动，第二齿条和第二齿轮啮合，第二齿轮和锥形卷筒连接，柱形卷筒和锥形卷筒转动连接在压力筒上，且柱形卷筒和锥形卷筒通过传动绳相互驱动，柱形卷筒和第一齿轮连接，第一齿轮和第一齿条啮合，第一齿条和活塞固定连接。成本低廉，不需要连接电源就能够控制水压恒定。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土检测技术领域，特别涉及一种混凝土透水性检测装置及检测方法。
背景技术
透水混凝土在满足强度要求的同时，还需要保持一定的贯通孔隙来满足透水性的要求。目前混凝土在不同水压下的透水性是不同的，在检测混凝土的透水性是需要提供不同的压力，现有的检测装置结构复杂，需要设置多个传感器和控制器来控制水压，成本高昂，且使用需要接通电源，使用场所受限制。
发明内容
针对上述现有技术，本发明在于提供一种混凝土透水性检测装置及检测方法，成本低廉，且不需要连接电源就能够自动控制水压恒定。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种混凝土透水性检测装置，包括漏斗、压力筒、液压囊和加压系统，所述压力筒的装有混凝土试样，所述压力筒内壁设有将混凝土试样和压力筒之间间隙密封的密封结构，所述漏斗可拆卸连接在所述压力筒的底部，所述漏斗的底部被密封，所述液压囊通过水管和外界连通，所述水管设有水阀，所述液压囊的下端开口和压力筒的内壁连接，所述压力筒上部设有用于挤压所述液压囊的活塞，所述加压系统包括第一齿条、第一齿轮、柱形卷筒、传动绳、锥形卷筒、第二齿轮、第二齿条和压力弹簧，所述压力弹簧一端固定，另一端驱动所述第二齿条运动，所述第二齿条和第二齿轮啮合，所述第二齿轮和所述柱形卷筒连接，所述柱形卷筒和锥形卷筒转动连接在所述压力筒上，且所述柱形卷筒和锥形卷筒通过传动绳相互驱动，所述锥形卷筒和所述第一齿轮连接，所述第一齿轮和所述第一齿条啮合，所述第一齿条和所述活塞固定连接。
进一步的，所述密封结构包括环形气囊、气管和打气筒，所述环形气囊固定在所述压力筒的内壁，所述环形气囊通过气管和所述打气筒连通，所述气管上设有气阀。
进一步的，所述压力筒包括上压力筒和下压力筒，所述上压力筒的内径小于所述下压力筒的内径，所述活塞和液压囊设有所述上压力筒内，所述环形气囊设于所述下压力筒内。
进一步的，所述压力筒底部连接有支撑腿。
进一步的，所述压力筒底部设有支撑板，所述支撑板设有导向杆，所述第二齿条底部设有活动板，所述活动板设有穿过所述导向杆的导向孔。
进一步的，所述支撑板底部连接有螺栓，所述螺栓顶部设有下限位筒，所述活动板的底部设有上限位筒，所述压力弹簧的顶部设于所述上限位筒内，底部固定在所述下限位筒内。
进一步的，所述水管上设有压力表。
进一步的，所述液压囊为伸缩波纹管，所述伸缩波纹管上端密封，下端开口和所述压力筒的内壁连接。
进一步的，所述漏斗采用透明材料制成。
一种混凝土透水性检测装置的检测方法包括以下步骤：
S1：获取圆柱形混凝土试样；
S2：将混凝土试样放在压力筒内，利用密封结构将混凝土试样的和压力筒之间的间隙密封；
S3：开启水阀，通过水管向液压囊内注入水，同时向上拉通活塞杆；
S4：关闭水阀，活塞杆在压力弹簧的作用下挤压液压囊；
S5：将装置静置一段时间后观察漏斗内水位高度。
本发明的有益效果在于：在水向下渗透过混凝土试样的过程，液压囊受到活塞的挤压，并且活塞对液压囊的挤压不会随着液压囊中水量的减少而发生变化，使得液压囊受到恒定的压力，保持水压恒定。整个装置成本低廉，且不需要连接电源就能够使用，使用范围广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种混凝土透水性检测装置的立体结构示意图；
图2为本发明一种混凝土透水性检测装置的剖面结构示意图；
图中，1漏斗，2压力筒，3液压囊，4混凝土试样，5水管，6水阀，7活塞，8第一齿条，9第一齿轮，10柱形卷筒，11传动绳，12锥形卷筒，13第二齿轮，14第二齿条，15压力弹簧，16环形气囊，17气管，18打气筒，19气阀，20上压力筒，21下压力筒，22支撑腿，23支撑板，24导向杆，25活动板，26导向孔，27螺栓，28下限位筒，29上限位筒，30压力表。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1～2，一种混凝土透水性检测装置，包括漏斗1、压力筒2、液压囊3和加压系统，所述压力筒2的装有混凝土试样4，所述压力筒2内壁设有将混凝土试样4和压力筒2之间间隙密封的密封结构，所述漏斗1可拆卸连接在所述压力筒2的底部，所述漏斗1的底部被密封，所述液压囊3通过水管5和外界连通，所述水管5设有水阀6，所述液压囊3的下端开口和压力筒2的内壁连接，所述压力筒2上部设有用于挤压所述液压囊3的活塞7，所述加压系统包括第一齿条8、第一齿轮9、柱形卷筒10、传动绳11、锥形卷筒12、第二齿轮13、第二齿条14和压力弹簧15，所述压力弹簧15一端固定，另一端驱动所述第二齿条14运动，所述第二齿条14和第二齿轮13啮合，所述第二齿轮13和所述柱形卷筒10连接，所述柱形卷筒10和锥形卷筒12转动连接在所述压力筒2上，且所述柱形卷筒10和锥形卷筒12通过传动绳11相互驱动，所述锥形卷筒12和所述第一齿轮9连接，所述第一齿轮9和所述第一齿条8啮合，所述第一齿条8和所述活塞7固定连接。
利用钻芯装置获取圆柱形的混凝土试样4，或者浇筑出圆柱形的混凝土试样4，将圆柱形混凝土试样4放到压力筒2内，压力筒2的内壁设有密封结构，密封结构将混凝土试样4和压力筒2之间的间隙进行密封，避免水流从混凝土试样4和压力筒2之间的间隙流过，提高混凝土检测的精确度。
混凝土试样4安装完毕后，将水注入混凝土上部的液压囊3内。液压囊3通过水管5和外界管道连通，将水管5上的水阀6打开，外界的水通过管道流入液压囊3内。在向液压囊3内注入水时，可以向上拉通活塞7，便于向液压囊3内注入水。液压囊3的下端开口的四周和压力筒2的内壁连接，使得液压囊3中的水不能向上流动，只能向下渗透过混凝土后流到压力筒2的下方。当水流渗透过混凝土的流到压力筒2的下方后，漏斗1通过螺纹可拆卸连接在所述压力筒2的底部，水流到压力筒2底部的漏斗1中，漏斗1的底部被密封，因此漏斗1中的水流在漏斗1内，通过观察漏斗1内的水量，即可判断混泥土的透水性能。
在水向下渗透过混凝土试样4的过程，液压囊3受到活塞7的挤压，并且活塞7对液压囊3的挤压不会随着液压囊3中水量的减少而发生变化，使得液压囊3受到恒定的压力，保持水压恒定(液压囊3液位降低带来的液压差忽略不计)。
活塞7在压力筒2内滑动，向下运动时挤压液压囊3。活塞7和第一齿条8固定连接，第一齿条8沿着竖直的方向上下运动，第一齿条8和第一齿轮9啮合，第一齿轮9和锥形卷筒12固定连接，锥形卷筒12和第一齿轮9同步转动，锥形卷筒12相对第一齿条8的传动比是恒定的。第二齿轮13和柱形卷筒10固定连接，第二齿轮13和第二齿条14啮合，第二齿条14相对柱形卷筒10的传动比是恒定的。压力弹簧15一端固定，另一端驱动第二齿条14运动，随着第二齿条14的向上运动，压力弹簧15的形变量逐渐减小，因此压力弹簧15对第二齿条14的驱动力逐渐减小。但是，由于柱形卷筒10和锥形卷筒12通过传动绳11相互驱动，传动的过程中柱形卷筒10受到的力矩等于传动绳11作用位置到其轴心的距离，锥形卷筒12受到的力矩等于传动绳11作用位置到其轴心的距离，而柱形卷筒10表面各个位置到轴心的距离相同，锥形卷筒12不同位置到轴心的距离是不同的。在传动的过程中，传动绳11从锥形卷筒12的一端缠绕到另一端，其力矩不断变化，传动绳11也从柱形卷筒10的一端缠绕到另一端，但其力矩保持恒定，因此锥形卷筒12相对柱形卷筒10的传动比不断发生变换。拉绳从锥形卷筒12直径大的一端缠绕到直径小的一端，形成省力的传动结构，补偿压力弹簧15由形变量变下造成的驱动力变化，保证液压囊3受到恒定的压力，保持水压的恒定。市面上压力弹簧15的弹力范围广，且结构稳定，采用压力弹簧15驱动第二齿条14，根据需要的不同的压力范围可以更换不同的压力弹簧15，可选择性高。
具体的，所述密封结构包括环形气囊16、气管17和打气筒18，所述环形气囊16固定在所述压力筒2的内壁，所述环形气囊16通过气管17和所述打气筒18连通，所述气管17上设有气阀19。环形气囊16为具有弹性的气囊，可选的，气囊内侧设有橡胶垫。向开启气阀19，打气筒18通过气管17向环形气囊16内供气，环形气囊16内气压增大膨胀，使得环形气囊16内壁不断减小，环形气囊16与混凝土试样4紧密接触，将混凝土试样4和压力筒2内壁的间隙密封，避免水从间隙流到下方影响检测效果。密封结束后关闭气阀19，避免气体泄漏。
可选的，所述压力筒2包括上压力筒20和下压力筒21，所述上压力筒20的内径小于所述下压力筒21的内径，所述活塞7和液压囊3设有所述上压力筒20内，所述环形气囊16设于所述下压力筒21内。混凝土试样4内的外径可以略大于上压力筒20的内径，且小于下压力筒21的内径，使得水流浸在混凝土试样4的中部，降低水从混凝土试样4和压力筒2之间的间隙流下的可能性。
具体的，所述压力筒2底部连接有支撑腿22。支撑腿22均布在压力筒2的四周，便于装置的放置。
具体的，所述压力筒2底部设有支撑板23，所述支撑板23设有导向杆24，所述第二齿条13底部设有活动板25，所述活动板25设有穿过所述导向杆24的导向孔26。导向杆24数量为4个，活动板25沿着导向杆24上下滑动，活动板25不容易偏离，提高导向板的上下运动的平稳性，第二齿条14固定在活动板25上，提高第二齿条14运动的稳定性。
具体的，所述支撑板23底部连接有螺栓27，所述螺栓27顶部设有下限位筒28，所述活动板25的底部设有上限位筒29，所述压力弹簧15的顶部设于所述上限位筒29内，压力弹簧15的底部固定在所述下限位筒28内。螺栓27和支撑板23螺纹连接，可以将螺栓27向上转动或向下转动，螺栓27的顶部设有下限位筒28，压力弹簧15下端设于下限位筒28内，螺栓27上下运动可以调节压力弹簧15的预紧力，进而调节液压囊3受到的压力。下限位筒28和上限位筒29可以避免螺栓27调节过程中压力弹簧15脱出。
具体的，所述水管5上设有压力表30。水管5是和液压囊3连通的，压力表30可以直接读出液压囊3内的水压，便于调节。
可选的，所述液压囊3为伸缩波纹管，所述伸缩波纹管上端密封，下端开口和所述压力筒2的内壁连接。伸缩波纹管结构简单，实用方便。
具体的，所述漏斗1采用透明材料制成。便于通过漏斗1观察水量。可选的，漏斗1上设有刻度。
一种混凝土透水性检测装置的检测方法包括以下步骤：
S1：获取圆柱形混凝土试样4；
S2：将混凝土试样4放在压力筒2内，利用密封结构将混凝土试样4的和压力筒2之间的间隙密封；
S3：开启水阀6，通过水管5向液压囊3内注入水，同时向上拉通活塞7杆；
S4：关闭水阀6，活塞7杆在压力弹簧15的作用下挤压液压囊3；
S5：将装置静置一段时间后观察漏斗1内水位高度。
利用钻芯装置获取圆柱形的混凝土试样4，或者浇筑出圆柱形的混凝土试样4，将圆柱形混凝土试样4放到压力筒2内，压力筒2的内壁设有密封结构，密封结构将混凝土试样4和压力筒2之间的间隙进行密封，避免水流从混凝土试样4和压力筒2之间的间隙流过，提高混凝土检测的精确度。
混凝土试样4安装完毕后，将水注入混凝土上部的液压囊3内。液压囊3通过水管5和外界管道连通，将水管5上的水阀6打开，外界的水通过管道流入液压囊3内。在向液压囊3内注入水时，可以向上拉通活塞7，便于向液压囊3内注入水。液压囊3的下端开口的四周和压力筒2的内壁连接，使得液压囊3中的水不能向上流动，只能向下渗透过混凝土后流到压力筒2的下方。当水流渗透过混凝土的流到压力筒2的下方后，漏斗1通过螺纹可拆卸连接在所述压力筒2的底部，水流到压力筒2底部的漏斗1中，漏斗1的底部被密封，因此漏斗1中的水流在漏斗1内，通过观察漏斗1内的水量，即可判断混泥土的透水性能。
在水向下渗透过混凝土试样4的过程，液压囊3受到活塞7的挤压，并且活塞7对液压囊3的挤压不会随着液压囊3中水量的减少而发生变化，使得液压囊3受到恒定的压力，保持水压恒定(液压囊3液位降低带来的液压差忽略不计)。
活塞7在压力筒2内滑动，向下运动时挤压液压囊3。活塞7和第一齿条8固定连接，第一齿条8沿着竖直的方向上下运动，第一齿条8和第一齿轮9啮合，第一齿轮9和锥形卷筒12固定连接，锥形卷筒12和第一齿轮9同步转动，锥形卷筒12相对第一齿条8的传动比是恒定的。第二齿轮13和柱形卷筒10固定连接，第二齿轮13和第二齿条14啮合，第二齿条14相对柱形卷筒10的传动比是恒定的。压力弹簧15一端固定，另一端驱动第二齿条14运动，随着第二齿条14的向上运动，压力弹簧15的形变量逐渐减小，因此压力弹簧15对第二齿条14的驱动力逐渐减小。但是，由于柱形卷筒10和锥形卷筒12通过传动绳11相互驱动，传动的过程中柱形卷筒10受到的力矩等于传动绳11作用位置到其轴心的距离，锥形卷筒12受到的力矩等于传动绳11作用位置到其轴心的距离，而柱形卷筒10表面各个位置到轴心的距离相同，锥形卷筒12不同位置到轴心的距离是不同的。在传动的过程中，传动绳11从锥形卷筒12的一端缠绕到另一端，其力矩不断变化，传动绳11也从柱形卷筒10的一端缠绕到另一端，但其力矩保持恒定，因此锥形卷筒12相对柱形卷筒10的传动比不断发生变换。拉绳从锥形卷筒12直径大的一端缠绕到直径小的一端，形成省力的传动结构，补偿压力弹簧15由形变量变下造成的驱动力变化，保证液压囊3受到恒定的压力，保持水压的恒定。市面上压力弹簧15的弹力范围广，且结构稳定，采用压力弹簧15驱动第二齿条14，根据需要的不同的压力范围可以更换不同的压力弹簧15，可选择性高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混凝土透水性检测装置，其特征在于，包括漏斗、压力筒、液压囊和加压系统，所述压力筒的装有混凝土试样，所述压力筒内壁设有将混凝土试样和压力筒之间间隙密封的密封结构，所述漏斗可拆卸连接在所述压力筒的底部，所述漏斗的底部被密封，所述液压囊通过水管和外界连通，所述水管设有水阀，所述液压囊的下端开口和压力筒的内壁连接，所述压力筒上部设有用于挤压所述液压囊的活塞，所述加压系统包括第一齿条、第一齿轮、柱形卷筒、传动绳、锥形卷筒、第二齿轮、第二齿条和压力弹簧，所述压力弹簧一端固定，另一端驱动所述第二齿条运动，所述第二齿条和第二齿轮啮合，所述第二齿轮和所述柱形卷筒连接，所述柱形卷筒和锥形卷筒转动连接在所述压力筒上，且所述柱形卷筒和锥形卷筒通过传动绳相互驱动，所述锥形卷筒和所述第一齿轮连接，所述第一齿轮和所述第一齿条啮合，所述第一齿条和所述活塞固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土透水性检测装置，其特征在于，所述密封结构包括环形气囊、气管和打气筒，所述环形气囊固定在所述压力筒的内壁，所述环形气囊通过气管和所述打气筒连通，所述气管上设有气阀。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土透水性检测装置，其特征在于，所述压力筒包括上压力筒和下压力筒，所述上压力筒的内径小于所述下压力筒的内径，所述活塞和液压囊设有所述上压力筒内，所述环形气囊设于所述下压力筒内。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土透水性检测装置，其特征在于，所述压力筒底部连接有支撑腿。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土透水性检测装置，其特征在于，所述压力筒底部设有支撑板，所述支撑板设有导向杆，所述第二齿条底部设有活动板，所述活动板设有穿过所述导向杆的导向孔。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土透水性检测装置，其特征在于，所述支撑板底部连接有螺栓，所述螺栓顶部设有下限位筒，所述活动板的底部设有上限位筒，所述压力弹簧的顶部设于所述上限位筒内，底部固定在所述下限位筒内。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土透水性检测装置，其特征在于，所述水管上设有压力表。
8.根据权利要求1所述的一种混凝土透水性检测装置，其特征在于，所述液压囊为伸缩波纹管，所述伸缩波纹管上端密封，下端开口和所述压力筒的内壁连接。
9.根据权利要求1所述的一种混凝土透水性检测装置，其特征在于，所述漏斗采用透明材料制成。
10.根据权利要求1所述的一种混凝土透水性检测装置，其特征在于，其检测方法包括以下步骤：
S1：获取圆柱形混凝土试样；
S2：将混凝土试样放在压力筒内，利用密封结构将混凝土试样的和压力筒之间的间隙密封；
S3：开启水阀，通过水管向液压囊内注入水，同时向上拉通活塞杆；
S4：关闭水阀，活塞杆在压力弹簧的作用下挤压液压囊；
S5：将装置静置一段时间后观察漏斗内水位高度。
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