CN219532845U - 一种水泥混凝土压水抗渗测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水泥混凝土压水抗渗测试装置。所述测试装置包括混凝土浇筑筒、加压水筒、带有压力监测装置的水泵和混凝土试块位移监测装置，所述混凝土浇筑筒一端设有第一密封连接端口，另一端为敞开状，且混凝土浇筑筒的内壁为粗糙面；所述加压水筒一端设有与第一密封连接端口相匹配的第二密封连接端口，另一端封闭且设有水管接口，所述水泵与加压水筒密封连接；所述混凝土浇筑筒配套设有封口底板。所述混凝土浇筑筒可以直接通过封口底板封闭后浇筑混凝土，并在混凝土成型后去掉封口底板，与加压水筒连接进行抗渗试验，省去了脱模、周转与密封加工等环节，节省试验周期，保证了试验的准确性。

Description

一种水泥混凝土压水抗渗测试装置

技术领域

本实用新型属于混凝土试验技术领域，具体是一种水泥混凝土压水抗渗测试装置。

背景技术

混凝土的抗渗性是指混凝土抵抗液体和气体的渗透作用的能力，是混凝土的一项重要物理性质。混凝土的耐久性在很大程度上取决于它的渗透性，因为混凝土为非均质多相材料，且内部结构存在多孔隙。抗渗性能差的混凝土内部孔隙相互连通，在所承受的压力水作用下，并与有害物质接触时，水和有害物质沿着内部的渗径逐渐扩大，要么造成大量的氢氧化钙溶蚀，要么其有效化学成分与有害酸类或盐类相互作用产生破坏，要么引起内部钢筋锈蚀，锈蚀的钢筋产生体积膨胀，造成混凝土保护层的开裂或剥落，最后导致混凝土丧失功能。此外，抗渗性差的混凝土，若有冰冻作用，混凝土就容易受到冰冻作用而破坏。对于承受较高水压的混凝土工程，例如大坝、水塔、压力水管、蓄水池及储存其他液体的混凝土结构，包括所有挡水和地下结构等都必须提出抗渗性的要求。所以说，混凝土的抗渗性除关系到混凝土的挡水及防水作用外，还直接影响混凝土的抗冻性及抗侵蚀性等。

目前，水工建筑物混凝土的抗渗性能测试方法，主要依据DL/T 5150-2017《水工混凝土试验规程》与SL/T 352-2020《水工混凝土试验规程》等规范，评定混凝土抗渗性有两种方法和指标。一种为抗渗等级法，即对按规定尺寸的截头圆锥体试件底面，从0.1MPa的水压开始，每隔8h增加0.1MPa的水压，逐次加压观察试件表面渗水来判断抗渗性，以6个试件中有4个试件未出现渗水的最大压力即为混凝土的抗渗标号；另一种是一次施加0.8MPa的水压，恒定24h，量测透过混凝土的渗水高度，用渗透系数表达。

以上测试方法，需要事先在试模中成型混凝土试件，试件拆模后，用钢丝刷刷去两端面的水泥浆膜，送入养护室养护。到达试验龄期时，取出试件，擦拭干净。待表面晾干后，进行试件密封。试件周边需用石蜡或者水泥加黄油进行密封。用石蜡密封时，在试件侧面滚涂一层熔化的石蜡(内加少量松香)。然后用螺旋加压器将试件压入经过烘箱或电炉预热过的试模中(试模预热温度，以石蜡接触试模，即缓慢熔化，但不流淌为宜)，使试件与试模底平齐。试模变冷后才可解除压力。用水泥加黄油密封时，其用量比为宜为(2.5～4):1。试件表面晾干后，用三角刀将密封材料均匀地刮涂在试件侧面上，厚约1mm～2mm。套上试模压入，使试件与试模底齐平。以上程序完成后，再启动抗渗仪，将密封好的试件安装在抗渗仪上。开始压水抗渗试验测试。

以上试验方法在操作时，存在的问题如下：(1)根据现有抗渗仪的设置，水压由下至上施加于试件下方中心位置，且水孔小于10mm，水流与试件的接触面积小，水流方向及作用面与现场工程情况不一致；(2)操作程序较为复杂，试件周转过程繁琐；需要先在成型试模中浇筑混凝土拌合物，24h脱模后进行试件养护，抗渗测试前需密封加工，并采用加压器压入抗渗仪的配套试模中；密封用的石蜡需加热融化处理、水泥加黄油方案调和用量不易掌握，而且以上材料难以清理，影响实验室的清洁与环保；也有人采用橡胶密封圈进行密封，但用量太少易漏水、太多不易脱模。(3)试验效率与成功率低；试验的前处理过程过于依赖人工，使得抗渗试验效率较低，影响科研工作及试验检测的进程；混凝土试件与模具周边密封不严的话，会产生漏水现象，致使压水失效，从而影响测试结果，导致试验中断、返工甚至失败。

实用新型内容

本实用新型针对现有混凝土抗渗测试存在的缺陷提供了一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，用于模拟水工建筑物实际工况下的混凝土压水抗渗测试评价，该装置可以采用现浇的方式制备混凝土试模，省去脱模的过程，且混凝土与模具紧密贴合，增加了试验的准确性。

为了达到上述技术效果，本实用新型提供了一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，所述测试装置包括混凝土浇筑筒、加压水筒、带有压力监测装置的水泵和混凝土试块位移监测装置，所述混凝土浇筑筒和加压水筒为直径相同的管体结构，混凝土浇筑筒的一端设有第一密封连接端口，另一端为敞开状，且混凝土浇筑筒的内壁为粗糙面；所述加压水筒一端设有与第一密封连接端口相匹配的第二密封连接端口，另一端为封闭端，并在封闭面设有水管接口，所述水泵的出水端通过加压水管加压水筒的水管接口密封连接；所述混凝土浇筑筒配套设有封口底板，在向混凝土浇筑筒内浇筑混凝土时，所述封口底板与第一密封连接端口密封连接；在进行水泥混凝土压水抗渗测试时，所述混凝土浇筑筒通过其第一密封连接端口与加压水筒的第二密封连接端口密封连接，连接后的混凝土浇筑筒和加压水筒相互连通，所述混凝土试块位移监测装置至于混凝土浇筑筒的敞口端。

本实用新型较优的技术方案：所述混凝土试块位移监测装置包括百分表或千分表和报警装置，所述百分表或千分表通过第一支架架设在混凝土浇筑筒的敞口端，且百分表或千分表的测头与混凝土浇筑筒内的混凝土试块端面自然接触，其接触点清洁平整；所述报警装置采用灯光报警器或声音报警器或两者同时报警，报警装置安装在第一支架上，并与百分表或千分表通过信号线连接。

本实用新型较优的技术方案：所述加压水筒设有L型延长段，所述第二密封连接端口设置在L型延长段的其中一端，L型延长段的另一端为螺纹连接口；在加压水筒底部设有两个第二支架，两个第二支架分散设置在临近L型延长段的两端口位置，通过第二支架将加压水筒水平架设在与水泵高度匹配的位置。

本实用新型较优的技术方案：所述测试装置还包括接水容器，所述接水容器在进行水泥混凝土压水抗渗测试时置于混凝土浇筑筒开口端。

本实用新型较优的技术方案：所述混凝土浇筑筒和加压水筒均为金属或有机玻璃圆筒，在混凝土浇筑筒浇筑混凝土的区域内壁设有防滑纹路形成粗糙面。

本实用新型较优的技术方案：所述混凝土浇筑筒的第一密封连接端口包括内螺纹接口和外侧的第一法兰连接盘，所述封口底板上设有对应的螺纹封堵块，在浇筑混凝土的时候，封口底板通过螺纹封堵块嵌入第一密封连接端口内，将内螺纹接口完全封堵，并在螺纹封堵块的外表面涂覆有润滑油；所述第二密封接口端包括设置在加压水筒筒口的外螺纹接口和第二法兰连接盘，在进行水泥混凝土压水抗渗测试时，加压水筒通过外螺纹接口嵌入第一密封连接端口内并与其螺纹连接，第二法兰连接盘与第一法兰连接盘对接，并通过螺栓连接，在两个法兰连接盘之间设有橡胶密封垫。

本实用新型较优的技术方案：所述压力监测装置包括压力表和控制器，用于自动监测和调整容器内的压力。

本实用新型较优的技术方案：所述第二支架为升降式支架，其上部设有U卡口，所述加压水筒的L型延长段的两端置于U卡口内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型将抗渗试验水压方向由垂直改为水平向，更贴近实际工况；

现有的测试方法，每个试件下方中心位置设置了一个水孔，阀门开启后，水从孔中渗出，水压由下至上的方向施加，水流与试件的接触面积小，且水流与自重是反向的；本实用新型中的装置进行抗渗测试时，采用水平方向压水，且水流与试件充分接触，更贴近部分水工建筑物的真实工况，具有科学性、真实性与代表性。

(2)现浇方式，操作方便程序简化；原测试方法，事先在试模中成型混凝土试件，脱模后处理养护，抗渗测试前还需密封加工装入抗渗仪的配套试模中，程序较为复杂；本实用新型在进行抗渗测试时，采用现浇方式，直接将待测混凝土填装在本装置钢管容器内，待其成型后组装起来直接进行试验，省去了脱模、周转与密封加工等环节，操作方便，程序简化，试验周期缩短，节约了试模购置。

(3)混凝土与容器结合紧密，避免了漏水隐患；现有测试方法，试件与模具周边密封不严的话，会产生漏水现象，致使压水失效，从而影响测试结果，导致试验中断甚至失败。本实用新型中的试模是采用现浇方式，新拌混凝土与模具粘接力强，且模具内壁进行了糙化处理，更增加二者面粘接，保障试验顺利进行，增加了试验的准确性，

(4)本实用新型还设置有报警装置，在测试过程中可以通过报警装置进行压力的监测；如果试件端头百分表读数发生变化，表明试件在容器内已经发生了滑移现象，记录此时的滑移水压和滑移时间，同时报警提醒试验人员。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的混凝土浇筑筒作为模具浇筑混凝土的示意图；

图3是本实用新型中混凝土浇筑筒和加压水筒对接部位放大示意图；

图4是本实用新型中混凝土浇筑筒和加压水筒连接示意图；

图中：1—混凝土浇筑筒，2—加压水筒，3—水泵，4—压力监测装置，5—第一密封连接端口，500—内螺纹接口，501—第一法兰连接盘，6—第二密封连接端口，600—外螺纹接口，601—第二法兰连接盘，7—水管接口，8—加压水管，9—封口底板，900—封堵螺纹块，10—百分表或千分表，11—报警装置，12—混凝土试块，13—第二支架，14—接水容器，15—U卡口，16—第一支架，17—L型延长段，18—橡胶密封垫。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图4均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例中提供的一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，如图1和图2所示，包括混凝土浇筑筒1、加压水筒2、带有压力监测装置4的水泵3、混凝土试块位移监测装置和接水容器14，所述混凝土浇筑筒1和加压水筒2为直径相同的金属管状结构，所述混凝土浇筑筒1的一端设有第一密封连接端口5，另一端为敞开状，在混凝土浇筑筒1浇筑混凝土的区域内壁设有防滑纹路形成粗糙面。所述加压水筒2一端封闭，并在封闭面设有水管接口7，另一端螺纹连接L型延长段17，L型延长段17直径与加压水筒2相同，并在L型延长段17的另一端设有与第一密封连接端口5相匹配的第二密封连接端口6；所述混凝土浇筑筒1配套设有封口底板9。

实施例中提供的一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，如图2所示，在向混凝土浇筑筒1内浇筑混凝土时，所述封口底板9与第一密封连接端口5密封连接，将混凝土浇筑筒1的其中一端封闭，便可向筒内浇筑混凝土。如图1所示，在进行水泥混凝土压水抗渗测试时，所述混凝土浇筑筒1通过其第一密封连接端口5与L型延长段17的第二密封连接端口6密封连接，连接后的混凝土浇筑筒1和加压水筒2相互连通，所述水泵3的出水端通过加压水管8与加压水筒2的水管接口7密封连接，通过水泵3向加压水筒2注入水进行抗渗试验，所述压力监测装置4包括压力表和控制器，用于自动监测和调整容器内的压力。所述接水容器14在进行水泥混凝土压水抗渗测试时置于混凝土浇筑筒1开口端，用于收集试验渗透的水；所述混凝土试块位移监测装置至于混凝土浇筑筒1的敞口端，所述混凝土试块位移监测装置包括百分表或千分表10和报警装置11，一般使用百分表；所述百分表或千分表10通过第一支架16架设在混凝土浇筑筒1的敞口端，且百分表或千分表10的测头与混凝土浇筑筒1内的混凝土试块12端面自然接触，其接触点清洁平整；所述报警装置11采用灯光报警器或声音报警器或两者同时报警，报警装置11安装在第一支架16上，并与百分表或千分表10通过信号线连接，百分表用于监测试件可能产生的滑移。在加压水筒2底部设有两个第二支架13，两个第二支架13分散设置在临近L型延长段17的两端口位置，通过第二支架13将加压水筒2水平架设在与水泵3高度匹配的位置，保证试验采用水平方向压水，且水流与试件充分接触，更贴近部分水工建筑物的真实工况。

实施例中提供的一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，如图1至图4所示，所述混凝土浇筑筒1的第一密封连接端口5包括内螺纹接口500和外侧的第一法兰连接盘501，所述封口底板9上设有对应的螺纹封堵块900，在浇筑混凝土的时候，封口底板9通过螺纹封堵块900嵌入第一密封连接端口5内，将内螺纹接口500完全封堵，避免在浇筑混凝土的时候，混凝土进入内螺纹接口500，避免影响后期试验过程中与加压水筒2的连接，并在螺纹封堵块900的外表面涂覆有润滑油，方便混凝土试块成型后，将封口底板9取下；所述第二密封连接端口6包括设置在加压水筒2筒口的外螺纹接口600和第二法兰连接盘601，在进行水泥混凝土压水抗渗测试时，加压水筒2通过外螺纹接口600嵌入第一密封连接端口5内并与其螺纹连接，第二法兰连接盘601与第一法兰连接盘501对接，并通过螺栓连接，在两个法兰连接盘之间设有橡胶密封垫18，双重连接加上密封垫可以保证其密封效果。所述第二支架13为升降式支架，其上部设有U卡口15，所述加压水筒2的L型延长段17的两端置于U卡口15内。

下面结合水泥混凝土压水抗渗测试过程对本实用新型的使用进一步说明，其具体步骤如下：

(1)设计不锈钢圆管状的混凝土浇筑筒1，材质硬度高、抗压不变形，尺寸为公称直径Φ20mm～150mm、总长度不低于4倍直径；依据填充材料的类型确定公称直径，保证直径值不低于水泥混凝土的3倍骨料最大粒径。

(2)混凝土浇筑筒1配套设置一个封口底板9，并设有加压水筒2，加压水筒2设置有L型延长段7，之间通过螺纹丝口连接，加压水筒2另一端设有进水口并引出压水管道，密封后可由水泵3向混凝土浇筑筒1内通水；容器密封后，各衔接处紧扣，通水后确保不漏水。混凝土浇筑筒1内部通过人工打磨，增加内壁的粗糙度和摩擦力，以提升试件的抗滑能力。

(3)装置整体连接好之后，通过第二支架13支撑，并固定在地面，以确保容器的稳定放置于水压的水平进行。

(4)水泥混凝土试件成型，其具体过程如下：首先，将混凝土浇筑筒1取下，并将封口底板9内涂油(涂油便于随后拆卸)，然后开口向上竖直放置，将新拌水泥混凝土拌合物浇筑在内部，通过捣棒插捣，以增加拌合物的均匀密实性，插捣后拌合物的长径比为1：1；材料填装完毕后，放置在混凝土标准养护间养护，24h后拆除底部的封口底板9，用钢丝刷刷去端面的水泥浆膜；试件终凝硬化后即可进行压水抗渗测试，也可以至规定的龄期进行测试；每组水泥混凝土成型至少两个试件，以进行不同指标的测定。

(5)试件及装备安装过程如下，测试前将装有试件的混凝土浇筑筒1从养护间取出，擦拭干净，通过第一密封连接端口5与加压水筒2连接，在混凝土浇筑筒1的开口端安装百分表10，百分表10的测头与填充体端部自然接触，且接触点清洁平整，用于监测试件可能产生的滑移；对容器进行密封检查，然后由通水管通水，确保不漏水；百分表10通过第一支架16支撑到合适的高度和角度，在第一支架16上设置有报警装置11，报警装置11与百分表10通过信号线连接。

(6)压水测试过程如下，记录初始时间，采用人工加压的方式稳步施加水压，水压持续增加，如果百分表10读数未发生变化，但试件外侧出现了渗水现象，则记录此时水泵3压力机仪表盘上的水压读数为渗水压力，稳定此水压不再增加，并记录24h的渗水量；如果试件端头百分表10读数发生变化，报警装置11便会报警提醒，此时表明试件在容器内已经发生了滑移现象，记录此时的滑移水压和滑移时间；

(7)安装更换同组的另一个试件，也可以开展某固定水压下的抗渗试验，水压施加至规定值(不超过渗水压力)，稳定24h，然后释放水压，打开容器，采用压力机或千斤顶，将填充的水泥混凝土试件取出，劈裂并测定试件内部的渗水高度；

(8)通过持续加压下的渗水压力、24h渗水量、滑移水压，以及固定水压下的渗水高度，综合评定水泥混凝土的压水抗渗能力。

以上所述，只是本实用新型的一个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，其特征在于：所述测试装置包括混凝土浇筑筒(1)、加压水筒(2)、带有压力监测装置(4)的水泵(3)和混凝土试块位移监测装置，所述混凝土浇筑筒(1)和加压水筒(2)为直径相同的管体结构，混凝土浇筑筒(1)的一端设有第一密封连接端口(5)，另一端为敞开状，且混凝土浇筑筒(1)的内壁为粗糙面；所述加压水筒(2)一端设有与第一密封连接端口(5)相匹配的第二密封连接端口(6)，另一端为封闭端，并在封闭面设有水管接口(7)，所述水泵(3)的出水端通过加压水管(8)与加压水筒(2)的水管接口(7)密封连接；所述混凝土浇筑筒(1)配套设有封口底板(9)，在向混凝土浇筑筒(1)内浇筑混凝土时，所述封口底板(9)与第一密封连接端口(5)密封连接；在进行水泥混凝土压水抗渗测试时，所述混凝土浇筑筒(1)通过其第一密封连接端口(5)与加压水筒(2)的第二密封连接端口(6)密封连接，连接后的混凝土浇筑筒(1)和加压水筒(2)相互连通，所述混凝土试块位移监测装置至于混凝土浇筑筒(1)的敞口端。

2.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，其特征在于：所述混凝土试块位移监测装置包括百分表或千分表(10)和报警装置(11)，所述百分表或千分表(10)通过第一支架(16)架设在混凝土浇筑筒(1)的敞口端，且百分表或千分表(10)的测头与混凝土浇筑筒(1)内的混凝土试块(12)端面自然接触，其接触点清洁平整；所述报警装置(11)采用灯光报警器或声音报警器或两者同时报警，报警装置(11)安装在第一支架(16)上，并与百分表或千分表(10)通过信号线连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，其特征在于：所述加压水筒(2)设有L型延长段(17)，所述第二密封连接端口(6)设置在L型延长段(17)的其中一端，L型延长段(17)的另一端为螺纹连接口；在加压水筒(2)底部设有两个第二支架(13)，两个第二支架(13)分散设置在临近L型延长段(17)的两端口位置，通过第二支架(13)将加压水筒(2)水平架设在与水泵(3)高度匹配的位置。

4.根据权利要求1或2所述的一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括接水容器(14)，所述接水容器(14)在进行水泥混凝土压水抗渗测试时置于混凝土浇筑筒(1)开口端。

5.根据权利要求1或2所述的一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，其特征在于：所述混凝土浇筑筒(1)和加压水筒(2)均为金属或有机玻璃圆筒，在混凝土浇筑筒(1)浇筑混凝土的区域内壁设有防滑纹路形成粗糙面。

6.根据权利要求1或2所述的一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，其特征在于：所述混凝土浇筑筒(1)的第一密封连接端口(5)包括内螺纹接口(500)和外侧的第一法兰连接盘(501)，所述封口底板(9)上设有对应的螺纹封堵块(900)，在浇筑混凝土的时候，封口底板(9)通过螺纹封堵块(900)嵌入第一密封连接端口(5)内，将内螺纹接口(500)完全封堵，并在螺纹封堵块(900)的外表面涂覆有润滑油；所述第二密封连接端口(6)包括设置在加压水筒(2)筒口的外螺纹接口(600)和第二法兰连接盘(601)，在进行水泥混凝土压水抗渗测试时，加压水筒(2)通过外螺纹接口(600)嵌入第一密封连接端口(5)内并与其螺纹连接，第二法兰连接盘(601)与第一法兰连接盘(501)对接，并通过螺栓连接，在两个法兰连接盘之间设有橡胶密封垫(18)。

7.根据权利要求1或2所述的一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，其特征在于：所述压力监测装置(4)包括压力表和控制器，用于自动监测和调整容器内的压力。

8.根据权利要求3所述的一种水泥混凝土压水抗渗测试装置，其特征在于：所述第二支架(13)为升降式支架，其上部设有U卡口(15)，所述加压水筒(2)的L型延长段(17)的两端置于U卡口(15)内。