CN218067570U - 一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置 - Google Patents

Abstract

一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，属于混凝土测试技术领域。所述用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置包括设置有若干个溢流口的溢流水槽、设置于溢流水槽的内部并与溢流水槽连通的测量筒以及用于向所述测量筒内注水的进水管，测量筒内部固设有带透水孔的垫板，用于放置包裹有环形充气橡胶密封圈的试件，测量筒与其外部的连通管连通，测量筒侧壁和连通管均设置有刻度。所述用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置能够进行多种形状透水混凝土的渗透试验，简化现场测量步骤、提高测量精度、提高实际测量的便利性。

Description

一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置

技术领域

本实用新型涉及混凝土测试技术领域，特别涉及一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置。

背景技术

透水混凝土具有较大空隙，与传统混凝土相比，具有补充地下水、渗水快、调节城市气候和地表温度、美观、改善地表植物等特点，对于城市资源循环利用，减少碳排放有着重要意义。随着国家提倡海绵城市的建设，透水混凝土的工程需求量越来越大，尤其在道路方面、小区道路、停车场等。

透水混凝土的透水性能是评价其性能的一个重要参数，但是，现场测量中测量设备操作步骤较多、较繁琐，测量过程中由于试件侧面孔漏水造成精度不高的问题急需解决。而且，现有透水混凝土测量过程中还存在进水和出水的水流量无法精确的读取、溢水口位置设置单一以及测量过程中误差较大、待测试件形状多样等问题。

实用新型内容

为了解决现有透水混凝土现场测量透水性能过程中存在的技术问题，本实用新型提供了一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其能够进行多种形状透水混凝土的渗透试验，并测定用于计算透水混凝土渗透系数的相关参数，便于操作、简化现场测量步骤、提高测量精度、提高实际测量的便利性。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，包括：

溢流水槽，其设置有若干个溢流口；

测量筒，其设置于所述溢流水槽的内部并与溢流水槽连通；所述测量筒内部固设有带透水孔的垫板，用于放置包裹有环形充气橡胶密封圈的试件；所述测量筒与其外部的连通管连通，所述测量筒侧壁和连通管均设置有刻度；以及

进水管，其用于向所述测量筒内注水。

进一步的，所述试件侧壁涂抹环氧树脂，用于与环形充气橡胶密封圈密封连接，所述环形充气橡胶密封圈设置有充气口，用于向环形充气橡胶密封圈内部充气。

进一步的，每个所述溢流口均设置有阀门，并且每个溢流口均与导流管连通，所述导流管的出水端设置有回收水槽。

进一步的，所述进水管设置有流量计一和阀门一，所述导流管设置有流量计二。

进一步的，所述溢流水槽设置有三个溢流口，分别为上部溢流口、中部溢流口和下部溢流口，上部溢流口的高度高于试件的顶部，所述中部溢流口的高度与试件的中部等高，所述下部溢流口的高度低于试件的底部。

进一步的，所述测量筒侧壁和连通管上刻度的0点位置均位于溢流水槽的内侧底面。

进一步的，所述测量筒的侧部设置有溢流管。

进一步的，所述测量筒的侧壁下方设置有若干个排水孔，用于与溢流水槽连通。

进一步的，所述溢流水槽内设置有温度计，用于读取溢流水槽内水温。

优选的，所述测量筒的内部设置有透水垫块，用于放置垫板。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1)本实用新型装置构造简单、操作方便，测定用于计算透水混凝土渗透系数的相关参数。

2)本实用新型的进水流量和出水流量通过流量计一和流量计二准确测出，测量筒内液面高度通过连通管刻度快速读出，提高了试验效率。

3)本实用新型的测量筒为整体筒体结构，有效避免了由于多部分组合连接处造成渗漏的问题，避免接缝漏水问题，通过环形充气橡胶密封圈实现测量筒与试件之间的密封，提高了设备密封性能。

4)本实用新型通过调节溢水口高度及试件上部液面高度，进行多次实验取平均值的方法使试验数据更加准确。

5)本实用新型能够用于圆柱形和方形立体等多种形状透水混凝土试件。

本实用新型的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的环形充气橡胶密封圈包裹圆柱形试件的俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的环形充气橡胶密封圈包裹立方体试件的俯视图。

说明书附图中的附图标记包括：

1-进水管，2-流量计一，3-测量筒，4-上部溢流口，5-中部溢流口，6-下部溢流口，7-溢流管，8-透水垫块，9-垫板，10-排水孔，11-环形充气橡胶密封圈，12-充气口，13-溢流水槽，14-阀门一，15-导流管，16-流量计二，17-试件，18-阀门二，19-阀门三，20-阀门四。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。，术语“一”、“二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了解决现有技术存在的问题，如图1至图3所示，本实用新型提供了一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，包括：

溢流水槽13，其设置有若干个溢流口；

测量筒3，其设置于溢流水槽13的内部并与溢流水槽13连通；测量筒3内部固设有带透水孔的垫板9，用于放置包裹有环形充气橡胶密封圈11的试件17；测量筒3与其外部的连通管连通，测量筒3侧壁和连通管均设置有刻度；以及

进水管1，其用于向测量筒3内注水。

试件17侧壁涂抹环氧树脂，用于与环形充气橡胶密封圈11密封连接，环形充气橡胶密封圈11设置有充气口12，用于向环形充气橡胶密封圈11内部充气。

本实用新型中，环形充气橡胶密封圈11为待测试件17固定及防止试件17侧面透水的装置，测量前，将待测试件17侧面涂抹环氧树脂，并设置在环形充气橡胶密封圈11内部，通过环形充气橡胶密封圈11充气口12充气，使待测试件17与测量筒3紧密贴合形成密闭整体，充气时确保环形充气橡胶密封圈11不遮挡待测试件17的上下表面，由于环形充气橡胶密封圈11的变形及贴合性能良好，可以实现多种尺寸试件17的测量，有效防止水从待测试件17侧面流出影响测量系数的准确性，测量后充气口12放气更换试件17实现快速测量，本实用新型中使用的环形充气橡胶密封圈11可重复使用，节约成本。

如图2和图3所示，本实用新型通过环形充气橡胶密封圈11进行密封使渗透试验装置适用于多种形状透水混凝土试件17，比如，试件17为圆柱体透水混凝土试件17或者立方体透水混凝土试件17，试件17为立方体时的尺寸为150mm*150mm*150mm、100mm*100mm*100mm或者70.5mm*70.5mm*70.5mm；试件17为圆柱体时的尺寸为：直径为100mm、高度为50mm，通过环形充气橡胶密封圈11充气与涂抹环氧树脂的试件17与测量筒3紧密贴合，防止在测试过程中水从试件17侧面漏出，影响数据准确性。

本实用新型中，进水管1设置于测量筒3的上方，测量筒3、溢流水槽13、回收水槽、连通管、溢流管7、导流管15均采用透明有机玻璃，测量筒3的内径尺寸一致。

本实用新型中，每个溢流口均设置有阀门，并且每个溢流口均与导流管15连通，导流管15的出水端设置有回收水槽。进水管1设置有流量计一2和阀门一14，导流管15设置有流量计二16，本实施例中，进水管1与导流管15的内径相同，并通过设置阀门一14、阀门二18、阀门三19和阀门四20控制进水、出水水量。为了精确测出水的流量及流速，在进水管1的端部设置流量计一2、在导流管15的端部设置流量计二16，流量计一2和流量计二16的数值表示瞬时的流水量，通过流量计一2和流量计二16分别测量流入水量和流出水量的大小，测量过程中，流量计一2和流量计二16的读数一致并连续保持30s后，记录流量读数Q，然后，开始读取测量筒3内和溢流水槽13内液面高度，以得到液面高度差H。

溢流水槽13设置有三个溢流口，分别为上部溢流口4、中部溢流口5和下部溢流口6，上部溢流口4的高度高于试件17的顶部，中部溢流口5的高度与试件17的中部等高，下部溢流口6的高度低于试件17的底部，本实施例中，上部溢流口4设置有阀门二18，中部溢流口5设置有阀门三19，下部溢流口6设置有阀门四20，通过可独立开关的阀门二18、阀门三19和阀门四20调节出水口水位，控制进水与出水的水压力差，阀门一14、阀门二18、阀门三19和阀门四20配合控制进水、出水水量。

测量筒3侧壁和连通管上刻度的0点位置均位于溢流水槽13的内侧底面，为了便于调整压力差和测量压差高度，测量筒3侧壁设置两列刻度，测量筒3外壁上部设置一个带有刻度的连通管，测量筒3侧壁的两列刻度对称设置于连通管的两侧，最小刻度单位是0.5mm，连通管的刻度便于读取测量筒3内液面高度，测量筒3的刻度便于读取溢流水槽13内液面高度，通过测量测量筒3内和溢流水槽13内的液面高度，能够准确计算出液面高度差。

测量筒3的侧部设置有溢流管7，具体的，溢流管7设置于测量筒3侧面上部，防止水压过大，溢流管7连接外管道把溢出水排走。

测量筒3的侧壁下方设置有若干个排水孔10，用于与溢流水槽13连通，使测量筒3内的水流入溢流水槽13。

溢流水槽13内设置有温度计，用于读取溢流水槽13内水温。

作为优选实施例，测量筒3的内部设置有透水垫块8，用于放置垫板9，当然，带透水孔的垫板9也可以采用其他方式固设于测量筒3内部，比如焊接。

一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验方法，采用上述用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，包括步骤如下：

S1、将透水混凝土试件17烘干后，在试件17侧面涂抹环氧树脂，待环氧树脂固化后将环形充气橡胶密封圈11包裹在试件17侧面外部；

S2、将包裹环形充气橡胶密封圈11的试件17放入测量筒3内部垫板9的上方，通过充气口12向环形充气橡胶密封圈11内充气，使试件17固定并使试件17、环形充气橡胶密封圈11和测量筒3紧密贴合；

S3、打开进水管1的阀门一14，并打开溢流水槽13的一个溢流口的阀门；

本实施例中，打开阀门一14之后，待水流入测量筒3中需要通过阀门一14控制水量防止水压过大，水流通过待测试件17渗入溢流水槽13内，每次试验时溢流水槽13只打开一个溢流口，根据选择溢流水槽13高度关闭相应的溢流口，比如，选择上部溢流口4的阀门打开，中部溢流口5和下部溢流口6的阀门关闭；待所选溢流水槽13溢流口有水流出时，通过调整阀门一14进行水量调节；

S4、进水管1的水流入测量筒3，水流通过透水混凝土试件17渗入溢流水槽13内，并从溢流水槽13打开阀门的溢流口流出；

当流量计一2和流量计二16的示数相等并保持30秒后，读取流量计一2和流量计二16的示数Q；

读取连通管内液面高度h₁和溢流水槽13内的液面高度h₂，计算出液面水位差H＝h₁-h₂；

读取温度计显示的溢流水槽13内水温T；

通过渗透系数计算公式

计算渗透系数；

式中，κ_T为水温T℃时试件17的渗透系数，mm/s；

Q为1秒内的渗透水量，mm³/s；

L为试件17的高度，mm；

A为试件17的横截面积，mm²；

H为液面水位差，mm；

S5、关闭已打开的溢流口阀门，依次打开溢流水槽13其他溢流口的阀门，并且每次只打开其中一个溢流口的阀门，重复步骤S4，得到溢流水槽13每个溢流口阀门单独打开情况下的渗透系数；计算所有渗透系数的平均值，得到透水混凝土试件17的实际渗透系数；

S6、测定完毕，打开充气口12，待环形充气橡胶密封圈11排出空气后，取出试件17。

实施例

本实施例提供一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验方法，包括步骤如下：

S1、透水混凝土试件17的横截面积为A、高度为L，将透水混凝土试件17烘干后，取出于侧面涂抹环氧树脂，待环氧树脂固化后将环形充气橡胶密封圈11包裹在试件17侧面外部使其不漏水，水只能从试件17上表面渗透到下表面；

S2、将包裹环形充气橡胶密封圈11的试件17放入测量筒3内部垫板9的上方，通过充气口12向环形充气橡胶密封圈11内充气，使试件17固定并使试件17、环形充气橡胶密封圈11和测量筒3紧密贴合；

S3、打开进水管1的阀门一14，并打开溢流水槽13下部溢流口6的阀门，此时上部溢流口4和中部溢流口5的阀门为关闭状态；

S4、进水管1的水流入测量筒3，水流通过待测试件17渗入溢流水槽13内，并从溢流水槽13下部溢流口6流出；

当流量计一2和流量计二16的示数相等并保持30秒后，读取流量计一2和流量计二16的示数Q；

读取连通管内液面高度h₁和溢流水槽13内的液面高度h₂，计算出液面水位差H＝h₁-h₂；

读取温度计显示的溢流水槽13内水温T；

通过渗透系数计算公式

计算渗透系数；

式中，κ_T为水温T℃时试件17的渗透系数，mm/s；

Q为1秒内的渗透水量，mm³/s，即为流量计一2和流量计二16的示数；

L为试件17的高度，mm；

A为试件17的横截面积，mm²；

H为液面水位差，mm；

本实施例中，连通管内液面高度h₁即为测量筒3内液面高度，液面水位差H精确至0.5mm，溢流水槽13内水温T精确至0.5℃，得到下部溢流口6溢流高度下的渗透系数；

S5、关闭溢流水槽13下部溢流口6的阀门，打开溢流水槽13中部溢流口5的阀门，此时上部溢流口4也是关闭状态，重复步骤S4，得到中部溢流口5溢流高度下的渗透系数；

然后，关闭溢流水槽13中部溢流口5的阀门，打开溢流水槽13上部溢流口4的阀门，此时下部溢流口6也是关闭状态，重复步骤S4，得到上部溢流口4溢流高度下的渗透系数；

试验结束后，计算下部溢流口6溢流高度下的渗透系数、中部溢流口5溢流高度下的渗透系数和上部溢流口4溢流高度下的渗透系数的平均值，得到透水混凝土试件17的实际渗透系数，提高渗透系数测定的准确性；

S6、测定完毕，打开充气口12，待环形充气橡胶密封圈11排出空气后，取出试件17，在试验之后，需要清理溢流水槽13内的水、擦干设备后，整理，保存待用。

本实用新型一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置的工作原理：

测量时，将试件17居中摆放测量筒3内的带孔垫板9上，环形充气橡胶密封圈11充气至试件17不能移动即可；

由测量筒3上侧输水，通过流量计一2监控水流进水量，水经测量筒3流至溢流水槽13后经由溢流口流出渗透试验装置，在溢流口处设流量计二16监控流出水量，当瞬时进水量和出水量相等并持续30s后读数并计算试件17渗透系数；

为了测量压力差变化时对渗透系数的影响，溢流水槽13设有三个不同高度的溢水口(即上部溢流口4、中部溢流口5和下部溢流口6)，通过阀门的开关调节溢水高度，提高测量精度；

为了便于观测测量筒3液面水位，在测量筒3上部引出带有刻度的连通管，用来读取测量时测量筒3内的实际液面高度；

为保证流入水量与溢流水量相等，进水管1管径与导流管15管径相等；

本申请的环形充气橡胶密封圈11可充气密封，优化了透水混凝土因检测构件侧壁孔隙分布不均对渗透系数的影响问题，而且实现了不同形状试件17透水性能的测量，测量中实现快速安装和拆卸试件17，提高适用性和测定效率。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其特征在于，包括：

溢流水槽，其设置有若干个溢流口；

测量筒，其设置于所述溢流水槽的内部并与溢流水槽连通；所述测量筒内部固设有带透水孔的垫板，用于放置包裹有环形充气橡胶密封圈的试件；所述测量筒与其外部的连通管连通，所述测量筒侧壁和连通管均设置有刻度；以及

进水管，其用于向所述测量筒内注水。

2.根据权利要求1所述的用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其特征在于，所述试件侧壁涂抹环氧树脂，用于与环形充气橡胶密封圈密封连接，所述环形充气橡胶密封圈设置有充气口，用于向环形充气橡胶密封圈内部充气。

3.根据权利要求1所述的用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其特征在于，每个所述溢流口均设置有阀门，并且每个溢流口均与导流管连通，所述导流管的出水端设置有回收水槽。

4.根据权利要求3所述的用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其特征在于，所述进水管设置有流量计一和阀门一，所述导流管设置有流量计二。

5.根据权利要求1所述的用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其特征在于，所述溢流水槽设置有三个溢流口，分别为上部溢流口、中部溢流口和下部溢流口，上部溢流口的高度高于试件的顶部，所述中部溢流口的高度与试件的中部等高，所述下部溢流口的高度低于试件的底部。

6.根据权利要求1所述的用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其特征在于，所述测量筒侧壁和连通管上刻度的0点位置均位于溢流水槽的内侧底面。

7.根据权利要求1所述的用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其特征在于，所述测量筒的侧部设置有溢流管。

8.根据权利要求1所述的用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其特征在于，所述测量筒的侧壁下方设置有若干个排水孔，用于与溢流水槽连通。

9.根据权利要求1所述的用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其特征在于，所述溢流水槽内设置有温度计，用于读取溢流水槽内水温。

10.根据权利要求1所述的用于多种形状透水混凝土的渗透试验装置，其特征在于，所述测量筒的内部设置有透水垫块，用于放置垫板。

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