CN210863500U - 一种拼缝止水胶抗水压测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种拼缝止水胶抗水压测试装置，包括试验台、混凝土试样层、固定框、透明压力桶、注水加压设备、量杯，透明压力桶的桶底设置有与透明压力桶内腔相连通的排气阀；注水加压设备包括增压泵、输水管，透明压力桶的桶底中央安装有注水阀，混凝土试样层包括两块矩形混凝土板，位于两块混凝土板之间的止水胶层，固定框包括底板，底板的中央设置有矩形贯穿孔，贯穿孔的两端分别设置有限位块，底板的两侧设置有挡板；试验台的台面中央设置有观察口。所述拼缝止水胶抗水压测试装置具有结构简单、可多次重复试验、成本低、可操作性强，试验结果准确度高等优点。

Description

一种拼缝止水胶抗水压测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种拼缝止水胶抗水压测试装置，属于农田水利工程技术领域。

背景技术

渠道防渗在农业节水灌溉中起着十分重要的作用。目前，通常较关注渠道衬砌材料的防渗性能，而由渠道接缝处发生的渗漏问题尚未引起足够地重视。据相关报道表明，在已经衬砌的渠道中，尤其是装配式渠道，有80％以上的水量损失是通过接缝渗入渠基而发生的，由此带来的危害无疑是非常巨大的。

拼缝止水胶主要用于工程伸缩缝和拼缝的连接，一般要求具备良好的粘结性能和抗渗止水性能，同时还应有一定的抗剪性能，因此通过相关试验选择高标准的拼缝止水胶尤为重要。目前，在实验室中有关拼缝止水胶的规范对于材料本身的力学性能如粘结性能、拉伸性能试验方法较多，而抗渗止水性能尚无专门的试验设备和方法。标准《渠道防渗工程技术规范》SL18-2004中的静水法是目前测试渠道渗漏的常用方法，但因其试验对象为工程实体，试验成本较高，操作复杂，准确性差，且无法模拟实际的老化环境，因此，使用时具有一定的局限性。因而，设计一种拼缝止水胶抗水压测试装置及测试方法具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的不足，提供了一种拼缝止水胶抗水压测试装置及测试方法，具体技术方案如下：

一种拼缝止水胶抗水压测试装置，包括试验台、设置在试验台上方的混凝土试样层、用来固定混凝土试样层的固定框、设置在混凝土试样层上方的透明压力桶、注水加压设备、量杯，所述透明压力桶的桶底朝上，所述透明压力桶的桶口处设置有法兰，所述法兰与混凝土试样层的上部密封连接，所述透明压力桶的桶底设置有与透明压力桶内腔相连通的排气阀；所述注水加压设备包括增压泵、输水管，所述输水管的首端与增压泵的输出端连通，所述透明压力桶的桶底中央安装有注水阀，所述注水阀的输出端与透明压力桶的内腔连通，所述注水阀的输入端与输水管的尾端连通；所述混凝土试样层包括两块矩形混凝土板，位于两块混凝土板之间的止水胶层，所述止水胶层与混凝土板连接为一体；所述固定框包括底板，所述底板的中央设置有矩形贯穿孔，所述贯穿孔设置在止水胶层的正下方，所述贯穿孔的两端分别设置有限位块，所述限位块的下端与底板固定连接，所述底板的两侧设置有挡板，所述挡板的下端与底板固定连接；所述混凝土试样层设置在两块挡板之间，所述混凝土试样层设置在底板的上方，所述止水胶层设置在两块限位块之间；所述止水胶层的中部设置在透明压力桶桶口处的正下方，所述试验台的台面中央设置有观察口，所述观察口设置在贯穿孔的正下方，所述量杯设置在观察口的正下方。

上述技术方案的进一步优化，所述止水胶层的下方设置有垫块，所述垫块设置在两块混凝土板之间。

上述技术方案的进一步优化，所述垫块的下侧设置有多个第一螺孔。

上述技术方案的进一步优化，两块混凝土板的上表面均与止水胶层的上表面齐平。

上述技术方案的进一步优化，所述限位块与底板垂直，所述挡板与底板垂直，所述挡板的长度方向与贯穿孔的长度方向相互平行。

上述技术方案的进一步优化，所述混凝土板与底板之间设置有最少一层塑料板。

本实用新型的有益效果：

该拼缝止水胶抗水压测试装置可模拟工程现场拼接现状和微错位时的受力状态，能够真实客观的反映拼缝止水胶与混凝土之间的粘结性能和抗渗止水性能。实验过程，拼缝止水胶在水压过程中变形状况及渗透情况能够可视化，便于分析观察。所述拼缝止水胶抗水压测试装置具有结构简单、可多次重复试验、成本低、可操作性强，试验结果准确度高等优点。填补了该领域试验方法的空白。

附图说明

图1为本实用新型所述拼缝止水胶抗水压测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型所述试验台、量杯的分布示意图；

图3为本实用新型所述透明压力桶的结构示意图；

图4为本实用新型所述混凝土试样层、固定框的安装示意图；

图5为本实用新型所述混凝土板、止水胶层、垫块的安装示意图；

图6为本实用新型所述固定框的结构示意图；

图7为本实用新型所述垫块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1～6所示，所述拼缝止水胶抗水压测试装置，包括试验台10、设置在试验台10上方的混凝土试样层50、用来固定混凝土试样层50的固定框30、设置在混凝土试样层50上方的透明压力桶20、注水加压设备、量杯40，所述透明压力桶20的一端敞开，透明压力桶20敞开的那一端称之为透明压力桶20的桶口，透明压力桶20的另一端封闭，透明压力桶20封闭的那一端称之为透明压力桶20的桶底，所述透明压力桶20的桶底朝上，所述透明压力桶20的桶口处设置有法兰23，所述法兰23与混凝土试样层50的上部密封连接，所述透明压力桶20的桶底设置有与透明压力桶20内腔相连通的排气阀22；所述注水加压设备包括增压泵70、输水管71，所述输水管71的首端与增压泵70的输出端连通，所述透明压力桶20的桶底中央安装有注水阀21，所述注水阀21的输出端与透明压力桶20的内腔连通，所述注水阀21的输入端与输水管71的尾端连通；所述混凝土试样层50包括两块矩形混凝土板51，位于两块混凝土板51之间的止水胶层52，所述止水胶层52与混凝土板51连接为一体；所述固定框30包括底板31，所述底板31的中央设置有矩形贯穿孔311，所述贯穿孔311设置在止水胶层52的正下方，所述贯穿孔311的两端分别设置有限位块33，所述限位块33的下端与底板31固定连接，所述底板31的两侧设置有挡板32，所述挡板32的下端与底板31固定连接；所述混凝土试样层50设置在两块挡板32之间，所述混凝土试样层50设置在底板31的上方，所述止水胶层52设置在两块限位块33之间；所述止水胶层52的中部设置在透明压力桶20桶口处的正下方，所述试验台10的台面中央设置有观察口11，所述观察口11设置在贯穿孔311的正下方，所述量杯40设置在观察口11的正下方。

所述混凝土板51的抗渗压力不低于P15；所述透明压力桶20选用材质为透明高强玻璃钢，耐水压性能不小于3MPa；透明压力桶20为透明的，在水压过程中变形状况及渗透情况的可视化，便于分析观察。观察口11便于人工观察，止水胶层52的底部是否渗水以及渗水情况。

所述法兰23与混凝土试样层50的上部之间通过加装止水密封圈来提高密封性能；法兰23与混凝土试样层50的上部之间通过螺栓固定连接；法兰23设置有安装用的第一安装孔231，混凝土板51的板面设置有安装用的第二安装孔511。法兰23与混凝土试样层50之间采用用膨胀螺丝安装固定。

所述注水阀21是带快插接头的单向阀，可选用通用型号DN16。由于是单向阀，当注水完毕，透明压力桶20内部的高压水能够保持稳定的压力，从而能够保证渗水试验的稳定性。增压泵70可选用LB-7×10高压电动泵X-3MPa型。

排气阀22的作用是，在向透明压力桶20的内部注水过程中，打开排气阀22能够保证其内部充满水；在后续通过增压泵70来增压时，采用液压加压的方式，增压效果稳定。透明压力桶20内部的高压水作用于止水胶层52的中部，这有助于后续测量止水胶层52的抗渗性能。

透明压力桶20的内部在加压至指定水压强度时停止加压，并保持压力30min，通过观察观察口11处是否渗水。如果止水胶层52处发生渗水，最终形成水滴依次通过贯穿孔311、观察口11，最终落到量杯40的内部，量杯40内部收集渗水并测量渗水量。

进一步地，所述混凝土板51与底板31之间设置有最少一层塑料板90。进行微错位抗水压试验时，本实施例中，塑料板90设置有四层。抽取任意一端矩形混凝土板51底部的塑料板90，再重复上述实验步骤，并观察是否渗水。

两块混凝土板51的上表面均与止水胶层52的上表面齐平，这有助于保证后续安装的密封性。所述限位块33与底板31垂直，所述挡板32与底板31垂直，所述挡板32的长度方向与贯穿孔311的长度方向相互平行。

使用固定框30能够来固定混凝土试样层50，两个挡板32能够对两块混凝土板51进行限位；限位块33的宽度为2cm，限位块33的高度与挡板32的高度相同，限位块33的是用来控制止水胶层52成型时的宽度，同时对止水胶层52进行限位。

进一步地，所述止水胶层52的下方设置有垫块53，所述垫块53设置在两块混凝土板51之间。通过更换不同厚度的垫块53，来控制止水胶层52的厚度。本实施例中，垫块53的厚度为62mm，材质采用聚四氟乙烯，可以有效防粘。所述垫块53的下侧设置有多个第一螺孔531，如图7所示，第一螺孔531与拆模用的螺杆螺纹连接，便于拆模。

实施例2

所述拼缝止水胶抗水压测试装置的测试方法，包括如下步骤：

步骤a、将两个矩形混凝土板51侧面擦净，分别放置于固定框30的内部；两个矩形混凝土板51底部分别放置有四块塑料板90，塑料板90的厚度为3mm。

步骤b、在两块混凝土板51之间的位置使用止水胶制作止水胶层52，止水胶层52的制作过程中应分层填充，并用刮刀压实刮平，尽可能消除气泡，表面刮平、收光。

步骤c、将成型好的止水胶层52连同固定框30一同放入温度为23±2℃，相对湿度为50±5％的标准养护室内养护7d，每组制备3个试件。

步骤d、将试件放入老化箱进行-5℃的低温、50℃的高温以及紫外线照射分别放置7d后进行试验。

步骤e、将试件与透明压力桶20安装连接，所述透明压力桶20的桶底还安装有用来测量透明压力桶20内部压力的压力传感器，该压力传感器阈值为0-3MPa，该压力传感器能够通过上位机80实现自动控制注水加压设备。上位机80可选用西门子M396190型自动化设备控制系统。压力传感器可选用MIK-P300系列，量程为0-3MPa。

步骤f、启动注水加压设备，在上位机80设置注水和增压参数；增压泵70开启加压注水；透明压力桶20内部的水注满后，关闭排气阀22，压力传感器实时向上位机80传输压力值，达到设定压力后，稳压一段时间，上位机80通过压力降来判定渗水情况，当达到通过设定的压力降值△P₁(1mL对应的压力降)，实现自动关停；基于液体体积压缩系数公式，△P₁的计算式如下：

式中，α——水的体积压缩系数，取4.5×10^-4MPa^-1；

△P₀——注水稳压值与标准大气压的差值，MPa；

V₀——透明压力桶20的容积，mL，取7000mL；

q——胶层发生渗透时的渗水量值，mL，取0.95mL。

试验实施分为三种：

1)、通过上位机80设定某一恒压下，通过逐一抽减塑料板90，混凝土板51一侧应通过垫厚密封圈以确保工作面的平整，测试0-12mm剪切位移下止水胶层52的抗渗止水性能。

2)、在某一确定剪切位移下，测定止水胶层52的极限抗渗止水性能；

3)、在上位机80不设定自动关停时，评价多个止水胶质量好坏时，对于在上一个压力值状态下均未发生渗水而下一个压力值状态下均产生渗水现象的情况，通过计算某一时间段内的单位面积的渗水流量大小，即渗水系数C_α来表征；C_α的计算式如下：

C_α——拼缝止水胶渗水系数，mL/(min·cm²)；

Q——渗水量，mL；

t₁——加压时刻，min；

t₂——泄压时刻，min；

S——止水胶层52的成型面积，cm²。

例如，依据相关标准两种止水胶在1.5MPa均未发生渗水，为合格产品，为进一步判定两种合格止水胶的好坏。继续在2.0MPa压力下稳压10min，此时，两种止水胶均发生渗水，其中一种10min渗水5.5mL，另外一种10min渗水6.0mL。采用本实用新型可为今后有特殊要求的工程应用中择优选材提供重要的参考。

本实施例根据水的体积压缩系数公式，推导出压力降和渗透量的对应关系，并通过试验计算，测得胶层发生渗透时的渗透量值为0.95mL。因此，针对不同的稳压状态，可通过计算设定压力降值△P1实现上位机的自动关停。例如，当稳压值取2.5MPa时，根据水压试验的压力降与渗水量之间的对应关系得出，压力降值△P1为0.32MPa，该值与类似试验标准要求值非常接近，说明本实用新型可行。

在上述实施例中，拼缝止水胶抗水压测试装置可模拟工程现场拼接现状和微错位时的受力状态，能够真实客观的反映拼缝止水胶与混凝土之间的粘结性能和抗渗止水性能。实验过程，由于采用透明压力桶20，可实现拼缝止水胶在水压过程中变形状况及渗透情况的可视化，便于分析观察。止水胶层52可根据要求来模拟低温、高温和紫外线照射耦合作用的环境条件快速老化，从而使得试验结果更接近工程实际。该装置的模型试验代替传统的实体试验，具有结构简单、可多次重复试验、成本低、可操作性强，试验结果准确度高等优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种拼缝止水胶抗水压测试装置，其特征在于：包括试验台、设置在试验台上方的混凝土试样层、用来固定混凝土试样层的固定框、设置在混凝土试样层上方的透明压力桶、注水加压设备、量杯，所述透明压力桶的桶底朝上，所述透明压力桶的桶口处设置有法兰，所述法兰与混凝土试样层的上部密封连接，所述透明压力桶的桶底设置有与透明压力桶内腔相连通的排气阀；所述注水加压设备包括增压泵、输水管，所述输水管的首端与增压泵的输出端连通，所述透明压力桶的桶底中央安装有注水阀，所述注水阀的输出端与透明压力桶的内腔连通，所述注水阀的输入端与输水管的尾端连通；所述混凝土试样层包括两块矩形混凝土板，位于两块混凝土板之间的止水胶层，所述止水胶层与混凝土板连接为一体；所述固定框包括底板，所述底板的中央设置有矩形贯穿孔，所述贯穿孔设置在止水胶层的正下方，所述贯穿孔的两端分别设置有限位块，所述限位块的下端与底板固定连接，所述底板的两侧设置有挡板，所述挡板的下端与底板固定连接；所述混凝土试样层设置在两块挡板之间，所述混凝土试样层设置在底板的上方，所述止水胶层设置在两块限位块之间；所述止水胶层的中部设置在透明压力桶桶口处的正下方，所述试验台的台面中央设置有观察口，所述观察口设置在贯穿孔的正下方，所述量杯设置在观察口的正下方。

2.根据权利要求1所述的一种拼缝止水胶抗水压测试装置，其特征在于：所述止水胶层的下方设置有垫块，所述垫块设置在两块混凝土板之间。

3.根据权利要求2所述的一种拼缝止水胶抗水压测试装置，其特征在于：所述垫块的下侧设置有多个第一螺孔。

4.根据权利要求1所述的一种拼缝止水胶抗水压测试装置，其特征在于：两块混凝土板的上表面均与止水胶层的上表面齐平。

5.根据权利要求1所述的一种拼缝止水胶抗水压测试装置，其特征在于：所述限位块与底板垂直，所述挡板与底板垂直，所述挡板的长度方向与贯穿孔的长度方向相互平行。

6.根据权利要求1所述的一种拼缝止水胶抗水压测试装置，其特征在于：所述混凝土板与底板之间设置有最少一层塑料板。

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