CN201130143Y - 多孔介质材料渗透系数测定仪 - Google Patents

多孔介质材料渗透系数测定仪 Download PDF

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钱伏华
王德桂
沈益军
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Abstract

本实用新型涉及一种多孔介质材料渗透系数测定仪,属于建筑材料检测设备技术领域。该测定仪含有渗透筒,所述渗透筒由透明材料制成,分成上下两段;上段具有上、下两测压孔和溢流孔,所述溢流孔高于上测压孔,所述上、下测压孔分别通过管路与测压管连通;所述下段具有进水孔;所述上段和下段密封连接,相互之间隔有制有间隔分布小孔的隔板。该测定仪结构简单,测定操作方便、并且测定结果准确可靠,可以为多孔介质材料渗透系数的测定提供真实的数据。

Description

多孔介质材料渗透系数测定仪
技术领域
本专利涉及一种测定多孔介质材料(如多孔混凝土、砂石等散粒材料)渗透系数的仪器,属于建筑材料检测设备技术领域。
背景技术
多孔介质的渗透是液体在均匀多孔介质中运动的现象。十九世纪中叶,法国水力学家达西发现了渗透基本理论,他认为若均匀介质中的水流呈线性状态运动时,渗透水流的速度v与水力坡降J成正比,其比值称为该介质的渗透系数。国内外对多孔隙介质的渗透性都用渗透系数这一参数来表示,因此渗透系数是表达这一现象的定量指标。
多孔介质材料的应用在我国起步晚,其渗透性在我国研究更少。目前,国内的渗透仪器主要用来测定土样的渗透系数(其基本原理都为达西定理),尚无专门检测多孔混凝土等多孔介质渗透系数的仪器,即使用现有仪器测定多孔混凝土渗透系数也存在需改进仪器、且试验过程复杂、试验成本高、测定结果偏差大等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:针对上述现有技术存在的问题,提出一种结构简单、试验方便、并且测定结果偏差较小的多孔介质材料渗透系数测定仪,从而为多孔混凝土、层状排水砂石等工程材料提供合适的渗透性能测定仪器。
为了达到以上目的,本实用新型的多孔介质材料渗透系数测定仪有渗透筒、测压板、供水装置等部分组成。所述渗透筒由透明材料制成,分成上下两段;上段具有上、下两测压孔和溢流孔,所述溢流孔高于上测压孔,所述上、下测压孔分别通过管路与测压管连通;所述下段具有进水孔;所述上段和下段密封连接,相互之间隔有制有间隔分布小孔的隔板。
测定时,由进水管注水后,遵循预定的测定步骤,即可方便的测定有关参数,并经数据处理得到所需的渗透系数。
本实用新型的测定仪具有以下特点:
a)该仪器能满足多孔隙、大孔径散粒材料和大孔混凝土等工程材料渗透系数测试的需要。
b)渗透筒选用有机玻璃等透明材料制作,便于观察试件密封情况、渗透情况和待检试件内排气情况。
c)渗透筒密封可靠、结构简单,设置隔板实现了进水的均匀流动性(层流状态),有助于保证试验结果准确可靠。
d)采用滑轮上水装置,简化了对试验场地的要求,也大大降低了试验仪器成本;供水箱则采用逸流与供水分开的办法,保证了入水口水流的稳定流动。
e)用软管将测压孔与两根玻璃测压管连接起来,将测压管固定在带有刻度尺的测压板上,便于观察刻度。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
本施例的测定仪用于测定多孔混凝土等多孔介质材料的渗透系数。其结构如图1所示,渗透筒由透明有机玻璃制成,分成上、下两段。上段1的同一侧具有上、下两测压孔2和2’,在另一侧具有接弯头的溢流孔3,该溢流孔高于上测压孔。使用时,上、下测压孔2和2’分别通过软管6与固定在测压板4上的测压管连通。带底的下段1’具有进水孔5。上段1的下端和下段1’的上端制有相配的法兰边,相互之间借助紧固件密封连接,并隔有制有间隔分布小孔的隔板11。隔板11上为碎石垫层10。碎石垫层10的上表面略高于下测压孔2’。
测定时的主要步骤如下:
1、安装好仪器后,将准备好的待测试件9轻轻放置于渗透筒中的碎石垫层之上,并尽量接近下测压孔。从连接供水箱7的进水管注水,使试件逐渐饱水,直至水位缓缓上升至溢水孔。图中8是量杯。
2、关闭进水管,静置数分钟,记下上、下测压孔的水面初始高度(mm)。
3、打开进水管,让水流缓缓流入渗透筒,使溢水孔始终有水流出;待测压孔水位稳定后,记录上、下测压孔水位,并计算上、下测压管之间的水位差(即水头损失)Δh(mm)。
4、开启秒表,同时用量筒接取一定时间(t)的渗透水量W(mL),计算渗透流量;重复几次,取连续最接近两次的平均值。
5、改变供水箱的高度,以改变水力坡降,再次重复上述步骤(不少于7次)。
6、记录试验水温与环境温度。
7、结果处理
根据达西定理分别计算各各次测得的试件渗透流速V(cm/s)、渗透水力坡降值J、渗透系数k(cm/s)值。以V为纵坐标、水力坡降J为横坐标,绘制V——J关系曲线。V——J关系直线斜率便是该多孔介质在试验温度条件下的渗透系数。
经反复对比试验证明,本实施例的测定仪结构简单,测定操作方便、并且测定结果准确可靠,可以为多孔介质材料的渗透系数的测定提供真实的数据。

Claims (5)

1、一种多孔介质材料渗透系数测定仪,含有渗透筒,其特征在于:所述渗透筒由透明材料制成,分成上下两段;上段具有上、下两测压孔和溢流孔,所述溢流孔高于上测压孔,所述上、下测压孔分别通过管路与测压管连通;所述下段具有进水孔;所述上段和下段密封连接,相互之间隔有制有间隔分布小孔的隔板。
2、根据权利要求1所述的多孔介质材料渗透系数测定仪,其特征在于:所述渗透筒由透明有机玻璃制成,所述上段的同一侧具有上、下两测压孔,在另一侧具有接弯头的溢流孔。
3、根据权利要求2所述的多孔介质材料渗透系数测定仪,其特征在于:所述上段的下端和下段的上端制有相配的法兰边,相互之间借助紧固件密封连接。
4、根据权利要求3所述的多孔介质材料渗透系数测定仪,其特征在于:所述隔板上为碎石垫层,所述碎石垫层的上表面高于下测压孔。
5、根据权利要求4所述的多孔介质材料渗透系数测定仪,其特征在于:所述上、下测压孔分别通过软管与固定在测压板上的测压管连通。
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