CN201311390Y - 混凝土用透水模板布渗透淤堵性测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混凝土用透水模板布渗透淤堵性测试装置，所述装置包括油压千斤顶、反力支架、导杆、导轨、加压板和底座板，反力支架分别垂直设于底座板的左右两边，在底座板上、左反力支架的内侧设有集水槽，在右反力支架的内侧设有加压板，加压板通过导杆与右反力支架连接，在底座板上设有导轨，油压千斤顶的千斤顶设于加压板和右反力支架之间，在左反力支架和加压板之间有一分离式封闭网格垫。测试试样饱和透水模板布试验前后的渗透性能及淤堵程度。

Description

混凝土用透水模板布渗透淤堵性测试装置

一、技术领域：

本实用新型属于多孔介质材料渗透性能测试领域，特别涉及一种基于混凝土浆液介质的透水模板布渗透淤堵性测试装置。

二、背景技术：

透水模板布是一种短纤非织造类无纺布，用于浇注混凝土时内衬在模板面上，渗排混凝土浆液中浅层的多余水份和气体，降低浅层混凝土浆液水灰比和气泡含量，同时改善混凝土养护条件，从而提高混凝土表层的密实性能和表观性能。

渗透淤堵性能是多孔介质材料性能测试的重要内容之一。对于短纤非织造类无纺布，在土木水利类工程中的应用主要是发挥其反滤、排水作用，目前国内外透水性模板布产品已应用于工程实践，但其渗透排水性能测试理论和方法还是空白，个别产品生产厂家参照ISO/FDIS11058-98T(E)《土工织物及其相关产品无压时的垂直渗透试验》、ASTMD4716-87《土工织物及其相关产品在常水头下的导水率(沿织物平面流动)试验》、ISO/FDIS12958-98E《土工织物及其相关产品沿织物平面输水能力的测定》、《JTG E50-2006公路土工合成材料试验规程》以及《土工合成材料测试规程》(SL/T235-1999)等测试规范或规程，有垂直渗透系数和水平渗透系数的测试两项内容。测试的基本原理是基于Darcy渗透定律原理进行的，测试应满足恒定层流渗流场条件、采用定水头或变水头测试方法，渗透流体介质(20℃饱和纯净水)是Newton体，实验中渗透系数值是用不同恒定水头下渗透流速v与对应的水力坡降J获得的的稳定线性部分的斜率表示，反映多孔介质材料本身的渗透排水性能。

目前所采用的这些测试方法存在如下缺点，第一，混凝土浆液是Bingham体而非Newton体，其渗透规律不满足上述简单Darcy渗透定律测试原理；第二，本项测试混凝土浆液浅层的多余水份的渗排过程因混凝土初凝固化而迅速衰减停止，是非恒定渗流；第三，透水模板布结构分为表层过滤层和内层水平排水层，由于透水模板布结构在实际工作中因混凝土浆液的侧压力作用以及渗排淤堵而导致其垂直及水平渗透性能耦合影响，所以分别单独测试透水模板布在恒定层流渗流场、定水头或变水头及水流体介质条件下的水平系数和垂直渗透系数，不能表征其实际渗透排水工作性能，必须根据透水模板布工作特点重新选择合适的测试方法。一般情况下，施工现场透水模板布都要多次重复使用，产品供应商目前对产品能重复使用多少次并没有明确的说明和参数指标。显然，淤堵性能将直接影响透水模板布的重复使用效果，但多孔材料淤堵性能的测试方法目前在学术界还没有形成严格统一的标准方法，主要是由于多孔材料介质本身和流体介质的性能以及工作状况差异很大，就本项淤堵性能测试而言，淤堵的流体介质-水泥浆液的性能是相当复杂的，其黏度、等效固体颗粒直径、渗透压力都是非恒定甚至是非稳定的，工程中准确测试混凝土浆液的黏度系数到目前为止都是十分困难的事情。目前想从理论上分析透水模板布中水泥浆液的的淤堵程度是不现实的，但淤堵现象又客观存在，所以，采用模拟实际工程中透水模板布的使用条件，设计一套实验装置来测试透水模板布在不同混凝土浆液条件下的淤堵量，计算淤堵程度是最直接有效的方法，结合混凝土试样的试验结果，可以为工程中确定合理的材料几何性能参数及重复使用条件提供直接参考指标。

三、发明内容：

为了解决现有技术存在的透水性能测试装置不能表征其实际渗透排水工作性能的缺点，本实用新型提供了一种混凝土用透水模板布渗透淤堵性测试装置，可以测试出实际施工状态下的透水模板布的渗透淤堵性。

本实用新型的技术方案为：一种混凝土用透水模板布渗透淤堵性测试装置，所述装置包括油压千斤顶、反力支架、导杆、导轨、加压板和底座板，反力支架分别垂直设于底座板的左右两边，在底座板上、左反力支架的内侧设有集水槽，在右反力支架的内侧设有加压板，加压板通过导杆与右反力支架连接，在底座板上设有导轨，油压千斤顶的千斤顶设于加压板和右反力支架之间，在左反力支架和加压板之间有一分离式封闭网格垫。

所述的封闭网格垫由劲性PE格栅矩形网格垫和防渗套组成，防渗套包覆住劲性PE格栅矩形网格垫的底面、前面、后面三个面和左右侧面中的一个面，没有包覆的那个侧面作为完整渗透侧面。

所述的油压千斤顶由油缸、油泵、油压表、控制溢流阀、高压油管和千斤顶组成，千斤顶设于加压板和右反力支架之间，千斤顶通过高压油管和油缸相连，油缸上设有油泵、油压表和控制溢流阀。

本实用新型按照在实际施工状态下的透水性模板布的渗排淤堵性能的情况，利用可控加载系统模拟实际混凝土浆体倒入模板后对渗透模板布的侧压力，采用劲性PE格栅矩形网格垫+只留顶面和一个完整渗透侧面而其他四面均封闭的防渗套构成混凝土浆体试样模型，通过给定的恒定侧压力，测试试样的排水规律，绘制渗排速率与时间的关系曲线，获取综合时变渗透系数K_C-t的拟合函数。

有益效果：

1.本实用新型的测试方法中结合工程实际应用特点，综合考虑了透水模板布的材料几何性能、浆液介质性能变化、压力衰减变化、颗粒淤堵程度以及排渗历时等因素，本实用新型选择采用测试不同压力或者不同配合比下综合时变渗透系数来衡量实际工作状态下的混凝土浆液介质中的透水模板布的渗透淤堵性能。

2.利用本实用新型的试验方法和装置，解决了测试透水模板布在附压及滤布淤堵可变、渗流非恒定条件下的渗透排水性能及其变化规律问题，表征了透水模板布的综合渗排性能，可通过实验数据获取综合时变渗透系数拟合函数的表达式。该实验方法及参数用于工程实践，可准确地反映透水模板布的透水、淤堵性能和工程适用范围。

3.本实用新型通过测试透水性模板布在加载水平荷载条件下对混凝土浆液的历时渗透性能的变化指标，能够真正表征透水性模板布在实际工作过程中的渗排效果和及其因素影响，符合实际工作状况，对评价透水性模板布的渗排淤堵性能起到关键作用。

4.设计一个封闭网格垫来替代混凝土中的石子粗骨料，通过控制水平加载的载荷或者改变混凝土配合比来获得渗透流速和时间或压力的曲线，拟合得到综合时变渗透系数及淤堵度的实验表达式，最终得到试样淤堵度的表达。

四、附图说明

图1为本实用新型所用测试装置示意图。

其中附图标号说明：1-油缸(40L，46#液压油)，2-油泵(CB-1型)，3-油压表(0～8MPa)，4-控制溢流阀，5-高压油管(63C×2000)，6-千斤顶(MOB32×100)，7-反力支架(150mm×30mm×300mm×12mm)，8-导杆(φ8×400mm)，9-导轨，10-加压板(300mm×300mm×10mm)，11-底座板，12-网格垫(300mm×300mm×80mm)，13-防渗套，14-透水模板布，15-集水槽。

五、具体实施方式：

一种用于所述的基于混凝土浆液介质的透水模板布渗透淤堵性测试方法中的装置，所述装置包括加压装置、反力支架7、导杆8、导轨9、加压板10和底座板11，反力支架7分别垂直设于底座板11的左右两边，在底座板1上、左反力支架7的内侧设有集水槽15，在右反力支架的内侧设有加压板10，在底座板11上设有导轨9，加压装置设于加压板10和右反力支架7之间，加压板10通过导杆8与右反力支架7连接，加压板10通过导杆8沿设于底座板11上的导轨9在反力支架7之间做水平运动。所述的加压装置为油压千斤顶，由一个千斤顶6、油缸1、油泵2、油压表3、控制溢流阀4、高压油管5组成，千斤顶6设于加压板10和右反力支架7之间，千斤顶6通过高压油管5和油缸1连接，通过设于油缸1上的油泵2来进行加压，通过设于油缸1上的油压表2对压力进行监视，通过控制溢流阀4控制油量。

具体工作过程如下：

1、对试验模板布进行烘干称量记录干重；

2、按设计方案配置某配合比的新拌混凝土，过筛剔除除骨料部分，将剩余混凝土浆体灌入网格垫试样模型，用φ10的金属棒振捣密实；

3、在试样未贴防渗套13的完整渗透侧面贴附自然吸水饱和的透水模板布14，将试样安装在加压板10与反力支架7之间，调整好夹具状态，使试样处于稍紧不漏浆、不会滑脱的固定状态；

4、按设计方案施加恒定侧压力荷载，开始计时5min为一计时单元，同时量取集水槽15中的排渗水量；

5、连续测试每个计时单元的排渗水量，直至90min或试样停止渗排水为止；

6、终止试验后，立即取出渗透模板布，烘干试样并称量，计算淤堵度；

7、计算排渗速率v，绘制v-t曲线；

8、采用指数函数拟合实验数据，得到综合时变渗透系数拟合函数。

9、改变新拌混凝土配合比或改变侧压力，重复以上方法步骤试验，可获得透水模板布的渗透性能与特定混凝土配合比、混凝土侧压力、渗排历时相互关系曲线和拟合函数。

Claims (3)

1.一种混凝土用透水模板布设渗透淤堵性测试装置，其特征在于，所述装置包括油压千斤顶、反力支架(7)、导杆(8)、导轨(9)、加压板(10)和底座板(11)，反力支架(7)分别垂直设于底座板(11)的左右两边，在底座板(1)上、左反力支架(7)的内侧设有集水槽(15)，在右反力支架的内侧设有加压板(10)，加压板(10)通过导杆(8)与右反力支架(7)连接，在底座板(11)上设有导轨(9)，油压千斤顶的千斤顶设于加压板(10)和右反力支架(7)之间，在左反力支架(7)和加压板(10)之间有一分离式封闭网格垫。

2.如权利要求1所述的混凝土用透水模板布渗透淤堵性测试装置，其特征在于，所述的封闭网格垫由劲性PE格栅矩形网格垫和防渗套组成，防渗套(13)包覆住劲性PE格栅矩形网格垫的底面、前面、后面三个面和左右侧面中的一个面，没有包覆的那个侧面作为完整渗透侧面。

3.如权利要求1所述的混凝土用透水模板布渗透淤堵性测试装置，其特征在于，所述的油压千斤顶由油缸(1)、油泵(2)、油压表(3)、控制溢流阀(4)、高压油管(5)和千斤顶(6)组成，千斤顶(6)设于加压板(10)和右反力支架(7)之间，千斤顶(6)通过高压油管(5)和油缸(1)相连，油缸(1)上设有油泵(2)、油压表(3)和控制溢流阀(4)。