CN111595748A - 一种混凝土透水系数的自动测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土透水系数的自动测试装置及测试方法，包括溢流盒、试件安放盒、透水水箱和测试系统，溢流盒为顶部开口的腔体结构，一侧设有进水口，另一侧设有出水口，底部设有透水口，试件安放盒设在溢流盒底部，包括试件安放腔和透水腔，每一试件安放腔顶部与一个透水口相对，每一试件安放腔底部设有一个透水腔，透水水箱设在试件安放盒下方，包括伸入透水水箱中的水位记录仪，测试系统包括显示器、启停按钮和控制器，水位记录仪、显示器、启停按钮与控制器连接。本发明提供的一种混凝土透水系数的自动测试装置及测试方法，可以自动测试混凝土的透水系数，不需要测试人员参与读数、计时和计算，方便快捷，省时省力。

Description

一种混凝土透水系数的自动测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及材料测试技术领域，具体涉及一种混凝土透水系数的自动测试装置及测试方法。

背景技术

与国外大量开展的透水混凝土铺装材料的研究情况相比，国内对透水混凝土材料的研究时间短，应用比较少，技术水平也偏低。

对于透水混凝土，其强度和透水系数是适用性得到提升的两个关键指标，而目前国内对透水性能暂无统一的标准和规范，因此透水系数的测试装置都基本上由各研究机构或实验室自行设计。

目前，多数实验室设计的混凝土透水系数的测试装置都需要测试人员人工参与读数、计时和计算，测试过程复杂且容易产生测量误差。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种混凝土透水系数的自动测试装置及测试方法，可以自动测试混凝土的透水系数，不需要测试人员参与读数、计时和计算，方便快捷，省时省力。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种混凝土透水系数的自动测试装置，包括：

溢流盒，为顶部开口的腔体结构，所述溢流盒一侧设有进水口，另一侧设有出水口，底部设有透水口，多组所述透水口呈矩阵均匀排布在所述溢流盒底部；

试件安放盒，设在所述溢流盒底部，包括试件安放腔和透水腔，多组所述试件安放腔呈矩阵均匀排布在所述试件安放盒内，每一所述试件安放腔顶部与一个所述透水口相对，每一所述试件安放腔底部设有一个所述透水腔；

透水水箱，设在所述试件安放盒下方，包括伸入所述透水水箱中的水位记录仪；

测试系统，包括显示器、启停按钮和控制器，所述水位记录仪、显示器、启停按钮与所述控制器连接。

进一步地，所述出水口向外伸出连接有出水管。

进一步地，所述溢流盒的为矩形腔体结构，所述试件安放盒为矩形腔体结构，所述透水水箱为矩形腔体结构。

进一步地，所述试件安放腔为矩形腔体结构，所述透水腔顶部为方形漏斗结构，底部连接有伸入所述透水水箱的水管。

进一步地，所述透水腔顶部与所述试件安放腔底部间设有密封圈。

进一步地，所述透水水箱内设有隔板，多个所述隔板将所述透水水箱隔成多个测试箱，每一所述测试箱对应一组所述试件安放腔。

进一步地，所述试件安放腔和所述透水腔可拆卸地安装在所述试件安放盒内。

一种混凝土透水系数的自动测试方法，包括：

步骤1、将多个大小和形状相同的混凝土试件放入分别多个试件安放腔中；

步骤2、按下启停按钮，向进水口通入水，一部分水通过多个透水口，另一部分水从溢流口流出；

步骤3、水流经试件安放腔中混凝土试件进入透水腔中，并从透水腔汇集在透水水箱中国，透水水箱中水位逐渐升高；

步骤4、控制器控制水位记录仪按一定时间为时间节点记录水位并将数据反馈给控制器，控制器通过水位记录仪反馈的水位计算得到每个时间节点内单位时间混凝土的透水系数，并通过显示器反映出混凝土透水系数的曲线图；

步骤5、当混凝土透水系数的曲线图稳定后，再次按下启停按钮，稳定后的数据即为混凝土的透水系数；

步骤6、工作完毕后，关闭水龙头和电源，取出混凝土试件，对本装置内部的混凝土残渣及流水进行清理。

进一步地，所述步骤3中，所述混凝土试件的透水系数的计算方法为：

式中：K为透水系数；h为水箱内高度变化；S为水箱截面积；A为透水面总面积；t₁为开始测试时间，即从按下启停按钮的时间开始计时；t₂为终止测试时间，即从再次按下启停按钮的时间停止计时。

进一步地，当通过隔板将透水水箱隔成多个测试箱时,每个测试箱内设有一个水位记录仪，混凝土试件的透水系数的计算方法为：

式中：K_n为各组混凝土试件的透水系数；h为各个测试箱内水位的高度变化；S_n为各个测试箱的截面积；A_n为各组混凝土试件的透水面总面积；t₁为一个时间节点的起始时间；t₂为一个时间节点的截止时间；K为透水系数最终值，n为混凝土试件的组数。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1.本发明所述的一种混凝土透水系数的自动测试装置及测试方法，实现了混凝土透水系数测定的电子化和全自动，不需要测试人员人工参与读数、计时和计算，测试过程简单且可减少误差。

2.本发明所述的一种混凝土透水系数的自动测试装置及测试方法，可同时测定多组混凝土试件的透水系数，并将多组混凝土试件的透水系数平均后得到混凝土试件的透水系数，节省测量时间，进一步减小误差。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明透水水箱的结构示意图。

图3为本发明的整体结构内部示意图。

图4为本发明的俯视图。

其中：1、溢流盒；11、进水口；12、出水口；13、透水口；2、试件安放盒；21、试件安放腔；22、透水腔；3、透水水箱；31、水位记录仪；4、测试系统；41、显示器；42、启停按钮；43、控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请实施例通过提供一种混凝土透水系数的自动测试装置及测试方法，解决了现有技术中通过测试人员人工参与读数、计时和计算，测试过程复杂且容易产生测量误差的问题，实现了混凝土透水系数的自动测试。

本申请实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

一种混凝土透水系数的自动测试装置，参照图1-图4所示，包括溢流盒1、试件安放盒2、透水水箱3和测试系统4，溢流盒1、试件安放盒2、透水水箱3自上而下设置。

参照图1和图3所示，溢流盒1为顶部开口的腔体结构，所述溢流盒1一侧设有进水口11，另一侧设有出水口12，底部设有透水口13，多组所述透水口13呈矩阵均匀排布在所述溢流盒1底部。

参照图1和图3所示，试件安放盒2设在所述溢流盒1底部，所述试件安放盒2包括试件安放腔21和透水腔22，试件安放盒2用于放置混凝土试件，试件安放腔21为上下贯通的矩形腔体结构，多组所述试件安放腔21呈矩阵均匀排布在所述试件安放盒2内，每一所述试件安放腔21顶部与一个所述透水口13相对，每一所述试件安放腔21底部设有一个所述透水腔22。

参照图1和图2所示，透水水箱3设在所述试件安放盒2下方，包括伸入所述透水水箱3中的水位记录仪31。

参照图1所示，测试系统4包括显示器41、启停按钮42和控制器43(图中未示出)，所述水位记录仪31、显示器41、启停按钮42与所述控制器43连接。

本装置中，还有支座，支座设在透水水箱3底部，用于支撑整个装置。

本装置中，设有电控箱，电控箱内放置控制器43，电控箱上设有显示屏和启停按钮42。

使用过程中，每一试件安放腔21内放置一个混凝土试件，水从进水口11进入溢流盒1并同时按下启停按钮42，一部分通过多组所述透水口13，另一部分从出水口12出来，通过实现溢流保持混凝土试件上方水压力的恒定，从透水口13通过的水自混凝土试件透过并从透水腔22流下，从透水腔22中流下的水流入透水水箱3中，透水水箱3中的水位记录仪31用于记录透水水箱3中的水位，控制器43控制水位记录仪31按一定时间为时间节点将数据反馈给控制器43，控制器43通过水位记录仪31反馈的水位计算得到每个时间节点内单位时间混凝土的透水系数，并通过显示器41反映出混凝土透水系数的曲线图，当混凝土透水系数的曲线图稳定后，再次按下启停按钮42，稳定后的数据即为混凝土的透水系数。

在本混凝土透水系数的自动测试装置中，将多个混凝土试件放入多组所述试件安放腔21中，形成多组混凝土试件，每一组混凝土试件透水后可通过控制器43计算得到一个透水系数，多组透水系数的平均值为混凝土试件的透水系数，可以省去测试人员人工测试多次的时间，短时间内就可以得到准确的数据；另外，本装置采用控制器43和水位记录仪31计算得到混凝土的透水系数，不需要测试人员人工参与读数、计时和计算，使测试过程简化，且减少了测量误差。

在上述实施方式中，进水口11上设有进水阀，所述出水口12向外伸出连接有出水管，防止从出水口12流出的水影响到本测试装置。

所述溢流盒1的为矩形腔体结构，所述试件安放盒2为矩形腔体结构，所述透水水箱3为矩形腔体结构，所述溢流盒1、所述试件安放盒2、所述透水水箱3的长和宽一致，使得所述溢流盒1、所述试件安放盒2、所述透水水箱3可以自上而下放置。

所述透水水箱3内设有隔板，多个所述隔板将所述透水水箱3隔成多个测试箱，每一所述测试箱对应一组所述试件安放腔21，使得本装置可以同时测得多组透水系数，将多组透水系数平均后得到混凝土试件的透水系数的平均值，透水系数的平均值通过显示器41反映出来，得到混凝土透水系数的曲线图，当曲线图稳定后，稳定后的数据即为混凝土的透水系数。

所述试件安放腔21和所述透水腔22可拆卸地安装在所述试件安放盒2内，方便使用完本装置后取出来进行清洗。

所述试件安放腔21为矩形腔体结构，方便放置长方体结构的混凝土试件。

所述透水腔22顶部为方形漏斗结构，底部接有伸入透水水箱3中的水管，方便水从混凝土试件中透出从透水腔22中流入透水水箱3，所述透水腔22顶部与所述试件安放腔底部间设有密封圈，密封圈为橡胶圈，实现密封性，防止混凝土试件和透水腔22的边缘间有缝隙，影响混凝土试件的透水系数的测定。

一种混凝土透水系数的自动测试方法，包括：

步骤1、将多个大小和形状相同的混凝土试件放入分别多个试件安放腔21中；

步骤2、按下启停按钮42，向进水口11通入水，一部分水通过多个透水口13，另一部分水从溢流口流出；

步骤3、水流经试件安放腔21中混凝土试件进入透水腔22中，并从透水腔22汇集在透水水箱3中国，透水水箱3中水位逐渐升高；

步骤4、控制器43控制水位记录仪31按一定时间为时间节点记录水位并将数据反馈给控制器43，控制器43通过水位记录仪31反馈的水位计算得到每个时间节点内单位时间混凝土的透水系数，并通过显示器41反映出混凝土透水系数的曲线图；

步骤5、当混凝土透水系数的曲线图稳定后，再次按下启停按钮42，稳定后的数据即为混凝土的透水系数；

步骤6、工作完毕后，关闭水龙头和电源，取出混凝土试件，对本装置内部的混凝土残渣及流水进行清理。

所述步骤3中，所述混凝土试件的透水系数的计算方法为：

式中：K为透水系数；h为水箱内水位的高度变化；S为透水水箱3截面积；A为透水面总面积；t₁为一个时间节点的起始时间；t₂为一个时间节点的截止时间。

当通过隔板将透水水箱3隔成多个测试箱时,每个测试箱内设有一个水位记录仪31，混凝土试件的透水系数的计算方法为：

式中：K_n为各组混凝土试件的透水系数；h为各个测试箱内水位的高度变化；S_n为各个测试箱的截面积；A_n为各组混凝土试件的透水面总面积；t₁为一个时间节点的起始时间；t₂为一个时间节点的截止时间；K为透水系数最终值，n为混凝土试件的组数。

下面通过一个具体的实施例对本发明进行详细的描述。

本混凝土透水系数的自动测试装置整体尺寸为600mm×400mm×660mm，自上到下的结构为溢流盒1、试件安放盒2和透水水箱3。

溢流盒1以溢流为基本原理，尺寸为600mm×400mm×60mm，溢流盒1的左侧板上设有进水口11，左侧板的高度为60mm，右侧板的高度为50mm，左侧板中央凿孔并向外伸出水管连接水龙头作为进水口11，右侧板高度降低10mm直接溢流作为出水口12。多组透水口13呈矩阵均匀排布在溢流盒1底部，透水口13的尺寸为105mm×105mm。

试件安放盒2中设有试件安放腔21，多组试件安放腔21呈矩阵均匀排布在试件安放盒2内，每一试件安放腔21与一个透水口13相对，每一试件安放腔21的尺寸为105mm×105mm×100mm，试件安放腔21底部设有密封圈。试件安放腔21内放置的混凝土试件的尺寸为100mm×100mm×100mm。

透水腔22上端孔径为85mm×85mm，承接上方试件安放腔21，下端孔径50mm×50mm，并向下延伸180mm的水管，水管伸入透水水箱3中。

透水水箱3的尺寸大小为600mm×400mm×200mm，透水水箱3中有隔板透水水箱3隔成两个大小相同的测试箱，每一组混凝土试件透水后可通过控制器43计算得到一个透水系数，两组透水系数的平均值从显示屏上显示出来，并得到透水系数的曲线图，当曲线图平稳后，稳定后的数据即为混凝土试件的透水系数。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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)

1.一种混凝土透水系数的自动测试装置，其特征在于，包括：

溢流盒，为顶部开口的腔体结构，所述溢流盒一侧设有进水口，另一侧设有出水口，底部设有透水口，多组所述透水口呈矩阵均匀排布在所述溢流盒底部；

试件安放盒，设在所述溢流盒底部，包括试件安放腔和透水腔，多组所述试件安放腔呈矩阵均匀排布在所述试件安放盒内，每一所述试件安放腔顶部与一个所述透水口相对，每一所述试件安放腔底部设有一个所述透水腔；

透水水箱，设在所述试件安放盒下方，包括伸入所述透水水箱中的水位记录仪；

测试系统，包括显示器、启停按钮和控制器，所述水位记录仪、显示器、启停按钮与所述控制器连接。

2.根据权利要求1所述的混凝土透水系数的自动测试装置，其特征在于：所述出水口向外伸出连接有出水管。

3.根据权利要求1所述的混凝土透水系数的自动测试装置，其特征在于：所述溢流盒的为矩形腔体结构，所述试件安放盒为矩形腔体结构，所述透水水箱为矩形腔体结构。

4.根据权利要求1所述的混凝土透水系数的自动测试装置，其特征在于：所述试件安放腔为矩形腔体结构，所述透水腔顶部为方形漏斗结构，底部连接有伸入所述透水水箱的水管。

5.根据权利要求4所述的混凝土透水系数的自动测试装置，其特征在于：所述透水腔顶部与所述试件安放腔底部间设有密封圈。

6.根据权利要求1所述的混凝土透水系数的自动测试装置，其特征在于：所述透水水箱内设有隔板，多个所述隔板将所述透水水箱隔成多个测试箱，每一所述测试箱对应一组所述试件安放腔。

7.根据权利要求1所述的混凝土透水系数的自动测试装置，其特征在于：所述试件安放腔和所述透水腔可拆卸地安装在所述试件安放盒内。

8.一种混凝土透水系数的自动测试方法，使用权利要求1-7任意一项所述的混凝土透水系数的自动测试装置，其特征在于，包括：

步骤1、将多个大小和形状相同的混凝土试件放入分别多个试件安放腔中；

步骤2、按下启停按钮，向进水口通入水，一部分水通过多个透水口，另一部分水从溢流口流出；

步骤3、水流经试件安放腔中混凝土试件进入透水腔中，并从透水腔汇集在透水水箱中国，透水水箱中水位逐渐升高；

步骤4、控制器控制水位记录仪按一定时间为时间节点记录水位并将数据反馈给控制器，控制器通过水位记录仪反馈的水位计算得到每个时间节点内单位时间混凝土的透水系数，并通过显示器反映出混凝土透水系数的曲线图；

步骤5、当混凝土透水系数的曲线图稳定后，再次按下启停按钮，稳定后的数据即为混凝土的透水系数；

步骤6、工作完毕后，关闭水龙头和电源，取出混凝土试件，对本装置内部的混凝土残渣及流水进行清理。

9.根据权利要求8所述的一种混凝土透水系数的自动测试方法，其特征在于：

所述步骤3中，所述混凝土试件的透水系数的计算方法为：

式中：K为透水系数；h为水箱内高度变化；S为水箱截面积；A为透水面总面积；t₁为开始测试时间，即从按下启停按钮的时间开始计时；t₂为终止测试时间，即从再次按下启停按钮的时间停止计时。

10.根据权利要求8所述的一种混凝土透水系数的自动测试方法，其特征在于：

当通过隔板将透水水箱隔成多个测试箱时,每个测试箱内设有一个水位记录仪，混凝土试件的透水系数的计算方法为：

式中：K_n为各组混凝土试件的透水系数；h为各个测试箱内水位的高度变化；S_n为各个测试箱的截面积；A_n为各组混凝土试件的透水面总面积；t₁为一个时间节点的起始时间；t₂为一个时间节点的截止时间；K为透水系数最终值，n为混凝土试件的组数。

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