CN111337413A - 一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，涉及抗渗性能检测技术领域，包括加压水泵和测试部，加压水泵包括电机、水机以及用于固定电机和水机的固定座，电机电连接有变频器，水机设置有供水口和出水口，供水口连接有供水箱，测试部包括与出水口连通的入水管、与测试件表面连通的测试管以及与入水管和测试管连通的排水管，测试管远离测试件的一侧设置有受压块，测试管与测试件连接处设置有密封圈。本发明一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备结构简单，方便实用，压力控制稳定，对钢筋混凝土的测试效果好，可以适用于各类钢筋混凝土进行测试，且可以同时对多个钢筋混凝土进行测试。
Description
技术领域
本发明涉及抗渗性能检测技术领域，尤其是，本发明涉及一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备。
背景技术
钢筋混凝土结构是现代建筑技术应用最为广泛的结构形式，其结构的性能与人类生存空间的营造息息相关。其中，钢筋混凝土结构的抗渗水性能是非力学性能中最重要性能之一，关系到混凝土结构使用的寿命和维护费用，渗漏是工程后期维护最常见的技术难题。就目前的技术手段而言，我们针对混凝土材料本身的抗渗性能已经建立了一套完整的规范和测试系统，但对于成型的或大型的钢筋混凝土结构抗渗性能测试装置的研究和规范都非常欠缺。专利号201810463867.9公开了一种混凝土抗渗仪统一供水系统，但是仅适用于小尺寸混凝土试件在密闭抗渗仪中测试。对于大的成型钢筋混凝土构件，目前几乎没有针对性供水加压方案；专利号201811444130.9公开了一种适用于洗车行业的供水系统，但是洗车行业主要焦点在于喷射压力，并且难以达到混凝土抗渗测试2MPa左右的压力要求。
因此为了解决这些问题，设计一种合理的用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备对于观众来说是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，方便实用，压力控制稳定，对钢筋混凝土的测试效果好，可以适用于各类钢筋混凝土进行测试，且可以同时对多个钢筋混凝土进行测试的用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：
一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，包括加压水泵和测试部，所述加压水泵包括电机、水机以及用于固定所述电机和水机的固定座，所述电机电连接有变频器，所述水机设置有供水口和出水口，所述供水口连接有供水箱，所述测试部包括与所述出水口连通的入水管、与测试件表面连通的测试管以及与所述入水管和测试管连通的排水管，所述测试管远离所述测试件的一侧设置有受压块，所述测试管与所述测试件连接处设置有密封圈。
作为本发明的优选，所述测试部的数量至少为一个。
作为本发明的优选，所述出水口与入水管之间设置有与所述变频器电连接的水压表。
作为本发明的优选，所述变频器上设置有变频按钮和用于显示所述水压表读数的显示屏。
作为本发明的优选，所述出水口与入水管之间设置有稳压气压罐。
作为本发明的优选，所述出水口与入水管之间设置有稳压盒，所述稳压盒包括与出水口连接的第一管、与所述入水管连接的第二管、套设于所述第一管和第二管外侧的包围壁以及通过弹簧与所述包围壁连接的限制板，所述第一管和第二管同轴设置，所述限制板与所述第一管的轴向垂直设置。
作为本发明的优选，所述稳压气压罐和稳压盒的最大工作压力为3.0±0.5MPa。
作为本发明的优选，所述加压水泵的最大工作压力为2.0±0.5MPa。
作为本发明的优选，所述测试件上设置有测试面，所述测试面至少有一部分位于所述密封圈范围内。
作为本发明的优选，所述入水管上设置有第一阀，所述排水管上设置有第二阀。
作为本发明的优选，所述供水箱内设置有凸起柱，所述凸起柱上设置有水位感应器。
作为本发明的优选，所述水位感应器的数量至少为一个。
本发明一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备有益效果在于：结构简单，方便实用，压力控制稳定，对钢筋混凝土的测试效果好，可以适用于各类钢筋混凝土进行测试，且可以同时对多个钢筋混凝土进行测试。
附图说明
图1为本发明一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备的另一个实施例的结构示意图；
图3为本发明一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备的加压水泵的结构示意图；
图4为本发明一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备的测试部的测试示意图；
图5为本发明一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备的稳压盒的结构示意图；
图中：1、加压水泵，11、电机，12、水机，13、固定座，121、供水口，122、出水口，2、测试部，21、入水管，211、第一阀，22、测试管，23、排水管，231、第二阀，24、受压块，3、变频器，31、水压表，32、变频按钮，33、显示屏，4、供水箱，41、凸起柱，42、水位感应器，5、测试件，51、密封圈，52、测试面，6、稳压气压罐，7、稳压盒，71、第一管，72、第二管，73、包围壁，74、限制板，75、弹簧。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
目前的混凝土抗渗性能测试机器仅适用于小尺寸混凝土试件在密闭抗渗仪中测试。对于大的成型钢筋混凝土构件，目前几乎没有针对性供水加压方案；另外洗车行业主的压力装置要焦点在于喷射压力，并且难以达到混凝土抗渗测试2MPa左右的压力要求。
实施例一：如图1至4所示，仅为本发明的其中一个实施例，一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，包括加压水泵1和测试部2，所述加压水泵1包括电机11、水机12以及用于固定所述电机11和水机12的固定座13，所述电机11电连接有变频器3，所述水机12设置有供水口121和出水口122，所述供水口121连接有供水箱4，所述测试部2包括与所述出水口122连通的入水管21、与测试件5表面连通的测试管22以及与所述入水管21和测试管22连通的排水管23，所述测试管22远离所述测试件5的一侧设置有受压块24，所述测试管22与所述测试件5连接处设置有用于保证测试管22与所述测试件5的连接密封性的密封圈51。
供水箱（供水设备）4输送整个系统管网用水，变频器3控制加压水泵1的输送压力水头，加压水泵1是整个系统的动力输送中心，由变频器3控制工作状态，加压水泵1的出水口122与测试部2的入水管21之间设置有与所述变频器3电连接的水压表31，水压表是数据监控中心，实时测量测试件5受压的水头并传回变频器3，变频器3通过水压表31传来的数据自动控制加压水泵1是否加压。
所述供水箱4内设置有凸起柱41，所述凸起柱41上设置有水位感应器42。且所述水位感应器42的数量至少为一个。所述供水箱4可以是水箱、水池等形式，通过实验前计算整个管网的充满水量以及预计试件渗漏量，确保实验期间供水箱4的最低水位高于加压水泵1的供水口121的最高位置，也就是保证加压期间加压水泵1的供水口121处于浸没状态。
测试部2处是一个与测试件5连接的三通接头结构，三通接头进水口数量为一个即入水管21，三通接头出水口数量为两个即测试管22和排水管23，测试管22为主出水口与测试件5表面相连直接提供水压力，副出水口即排水管23接管通向排水系统，作为降压出口，当然所述入水管21上设置有第一阀211，所述排水管23上设置有第二阀231。也就是所述入水管21和排水管23开闭均为可控。
所述测试件5上设置有测试面52，所述测试面52至少有一部分位于所述密封圈51范围内，实验进行时主要通过测试管22对测试件5表面的测试面52加压并观察测试件5的侧边与底边确定渗水路径与渗水速率，在需要卸压时可以通过排水管23进行卸压。
当然测试部2在实验室，测试管22对测试件5表面加压时，水压的反作用力会使得测试管22和测试件5相互远离，那么需要提前对测试件5进行固定，测试件5远离测试管22的一侧设置有支撑架，还有测试管22也在外力压紧在测试件5表面，所述测试管22远离所述测试件5的一侧设置有受压块24，采用机床对受压块24进行施压，便可以保证测试管22紧压在测试件5表面，水压施加时测试管22和测试件5稳定设置，测试精确度更高。
需要注意的是，所述测试部2的数量至少为一个。一个加压水泵1的出水口122处可以并联测量多个钢筋混凝土构件（测试件5）的渗透性能，大大节省实验时间成本。
一般来说变频器3只需要单变频箱，在待测试件较多、需要加压水泵1功率较大的时候，可选用多个变频箱控制多个加压水泵1。
还有，测试件5受测时的水压大概稳定在1~2MPa，也即100-200米的水头。那么加压水泵1的水压控制精确度要求更高，安全要求也更高。
所述变频器3属于可调速驱动系统，应用变频驱动技术改变交流电动机工作电压的频率和幅度，来平滑控制加压水泵1的电机11的转动速度及转矩，从而控制水机12的加压力度。变频器3与加压水泵1和电机11的电源相连，对加压水泵1转速和工作时间进行控制，所述变频器3上设置有变频按钮32和用于显示所述水压表31读数的显示屏33，变频按钮32可以方便试验者通过观察显示屏33的读数判断是否需要手动加压，也是就是说，变频器3拥有自动挡和手动挡功能，自动挡功能下，加压水泵1加压至指定压力后停止工作或者转入低速状态维持恒压；手动挡功能下，加压水泵1加压至目标压力后，需要手动关停加压水泵。
本发明一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备结构简单，方便实用，压力控制稳定，对钢筋混凝土的测试效果好，可以适用于各类钢筋混凝土进行测试，且可以同时对多个钢筋混凝土进行测试。
实施例二，如图1、5所示，依然为本发明的其中一个实施例，为了使得本发明一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备更加的实用稳定，观众可独立操作，本发明中还具有以下几个设计：
所述出水口122与入水管21之间设置有稳压盒7，所述稳压盒7包括与出水口122连接的第一管71、与所述入水管21连接的第二管72、套设于所述第一管71和第二管72外侧的包围壁73以及通过弹簧75与所述包围壁73连接的限制板74，所述第一管71和第二管72同轴设置，所述限制板74与所述第一管71的轴向垂直设置。
弹簧75的数量至少为一个。
加压水泵1对入水管21供水时，需要进行缓冲调节，限制板74无压力时在弹簧75的拉力紧贴第一管71，当达到第一喷射水压（实验所需最低水压）时，第一管71喷出的水刚好推动限制板74远离第一管71，此时第一管71喷出的水可以进入到第二管72中；当达到第二喷射水压（实验所需最高水压）时，第一管71喷出的水刚好推动限制板74抵住第二管72管口，此时第一管71喷出的水无法进入到第二管72中。
也就是，只有加压水泵1出水压力位于第一喷射水压和第二喷射水压之间时，水才能传输到测试部2对测试件5进行水压测试，反之，加压水泵1出水压力过大或者过小，均不可以对测试件5进行水压测试。
这里的技术要点则是，使得包围壁73内充满水时，弹簧75的弹力刚好使得：第一喷射水压时，刚好大于弹簧初始弹性系数；第二喷射水压时，刚好大于弹簧拉长至第二管72管口的弹性系数。
以及，最好设置一个控制部，一旦水压小于第一喷射水压和大于第二喷射水压时，水压表31监测到水压，控制变频器3智能控制加压水泵1增加或者减小水压。
一般在现有水管较为老化时，可以重新铺设水管，并在水管中加入稳压盒7，完成加压水泵1的压力控制。
实施例三，如图2所示，与实施例二不同的是，可以不设置稳压盒7，直接在所述出水口122与入水管21之间设置有稳压气压罐6。
加压水泵1接受来自稳压气压罐6的水压缓冲调节；稳压气压罐6是系统的压力缓冲器，加压水泵1过快的加压速度容易让实际水头压力超过目标压力值，稳压气压罐6的缓冲防止了测试件5接受到的压力骤升骤降，便于实验控制，避免水压冲击破坏测试件5测试系统的管网节点。
实施例四，对实施例二和实施例三的数据的控制：
首先，所述稳压气压罐6和稳压盒7的最大工作压力为3.0±0.5MPa。考虑到目标最大水压力介于1MPa-1.5MPa，稳压气压罐6和稳压盒7的最大工作压力应不低于2.5MPa。
还有，混凝土抗渗极限介于0.5MPa至1.5MPa之间，为了达到实验效果并且保证结果精度，所述加压水泵1的最大工作压力为2.0±0.5MPa。
最后，水压表31的量程不宜过大过小，实验最大目标水压应不小于水压表31最大量程的2/3，不大于水压表31最大量程的9/10。
本发明一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备结构简单，方便实用，压力控制稳定，对钢筋混凝土的测试效果好，可以适用于各类钢筋混凝土进行测试，且可以同时对多个钢筋混凝土进行测试。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，其特征在于：包括加压水泵（1）和测试部（2），所述加压水泵（1）包括电机（11）、水机（12）以及用于固定所述电机（11）和水机（12）的固定座（13），所述电机（11）电连接有变频器（3），所述水机（12）设置有供水口（121）和出水口（122），所述供水口（121）连接有供水箱（4），所述测试部（2）包括与所述出水口（122）连通的入水管（21）、与测试件（5）表面连通的测试管（22）以及与所述入水管（21）和测试管（22）连通的排水管（23），所述测试管（22）远离所述测试件（5）的一侧设置有受压块（24），所述测试管（22）与所述测试件（5）连接处设置有密封圈（51）。
2.根据权利要求1所述的一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，其特征在于：所述出水口（122）与入水管（21）之间设置有与所述变频器（3）电连接的水压表（31）。
3.根据权利要求2所述的一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，其特征在于：所述变频器（3）上设置有变频按钮（32）和用于显示所述水压表（31）读数的显示屏（33）。
4.根据权利要求1所述的一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，其特征在于：所述出水口（122）与入水管（21）之间设置有稳压气压罐（6）。
5.根据权利要求1所述的一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，其特征在于：所述出水口（122）与入水管（21）之间设置有稳压盒（7），所述稳压盒（7）包括与出水口（122）连接的第一管（71）、与所述入水管（21）连接的第二管（72）、套设于所述第一管（71）和第二管（72）外侧的包围壁（73）以及通过弹簧（75）与所述包围壁（73）连接的限制板（74），所述第一管（71）和第二管（72）同轴设置，所述限制板（74）与所述第一管（71）的轴向垂直设置。
6.根据权利要求1所述的一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，其特征在于：所述测试部（2）的数量至少为一个。
7.根据权利要求1所述的一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，其特征在于：所述加压水泵（1）的最大工作压力为2.0±0.5MPa。
8.根据权利要求1所述的一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，其特征在于：所述测试件（5）上设置有测试面（52），所述测试面（52）至少有一部分位于所述密封圈（51）范围内。
9.根据权利要求1所述的一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，其特征在于：所述入水管（21）上设置有第一阀（211），所述排水管（23）上设置有第二阀（231）。
10.根据权利要求1所述的一种用于钢筋混凝土结构的抗渗性能测试设备，其特征在于：所述供水箱（4）内设置有凸起柱（41），所述凸起柱（41）上设置有水位感应器（42）。
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