專利名稱：透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及土木工程領(lǐng)域，尤其是一種透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的一些混凝土滲透系數(shù)測試裝置只適用于滲透性較低(流速小于0. 01mm/s) 的普通混凝土。針對孔隙率較大、滲透性較強(流速大于lmm/s)的透水性混凝土也有人設(shè)計了一些測試裝置，但都存在缺陷，測試結(jié)果精確度不夠。目前透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置的最大缺陷是試件側(cè)壁的滲漏。這是因為透水性混凝土試件表面分布著大量開口空隙，這些空隙貫通形成開放通道，開放通道的阻力小，水很容易從開放通道流出，從而改變滲流路徑，使得所測滲透系數(shù)明顯偏大。有人曾試圖將試件端部與套筒內(nèi)部接觸處密封，這樣雖然在一定程度上減小了側(cè)漏，但試件主體側(cè)面開放通道依然存在，導致測試結(jié)果仍然偏大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置，該裝置可以防止側(cè)壁滲漏，操作簡便，價格低廉，測試精度高。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案一種透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置，包括儲水套筒和測試套筒，所述儲水套筒底部出水口通過輸水管與測試套筒側(cè)面下部的進水口相連通，所述測試套筒側(cè)面上部設(shè)有排水口，排水口下部設(shè)置燒杯。所述儲水套筒的側(cè)面上部設(shè)有溢水口。所述測試套筒為有機玻璃套筒，所述套筒分為三節(jié)，三節(jié)之間依次通過法蘭螺栓連接；上下兩節(jié)側(cè)面上分別設(shè)置進水口和排水口 ；中間一節(jié)是由左右兩個半套筒組成的。所述套筒的中間一節(jié)內(nèi)壁上敷貼橡膠柔性墊層。本實用新型為防止透水性混凝土試件側(cè)漏，使用時，采用了試件側(cè)面涂抹+柔性夾層+剛性壁的復合結(jié)構(gòu)。試驗前用黃油或凡士林涂抹試件側(cè)面，以封堵試件開口空隙；套筒內(nèi)敷貼橡膠柔性墊層，這樣試件與套筒間就由剛性連接變?yōu)槿嵝赃B接，進一步防止側(cè)壁滲漏。工作原理滲透水流分為層流和紊流兩種基本類型。層流狀態(tài)下，每一個質(zhì)點沿一固定途徑流動，其流線互不相交；紊流情況下，質(zhì)點流動途徑是不規(guī)則的，其流線任意相交和再相交， 并發(fā)生漩渦。在層流區(qū)，流速較小，水流的摩擦水頭損失以粘滯力為主，由慣性力引起的水頭損失可略去不計，這時，滲流服從Darcy定律。在紊流區(qū)，由于流速增加，慣性力已經(jīng)不能忽略，Darcy定律已經(jīng)不能適用。由于透水性混凝土滲透試驗中水頭梯度較小，流速亦小， 所以水的流動服從Darcy定律ν = ki(1)[0013]式中ν為滲流速度；k為滲透系數(shù)；i= Ah/L為水頭梯度，其中Ah為水頭損失， L為試件長度。試驗時可通過調(diào)整儲水套筒高度來改變水頭梯度i。水頭損失Ah為兩個溢水口水平管的高度差。設(shè)單位時間內(nèi)水的體積流量為Q，試件斷面積為A，則流速為ν = Q/A(2)由式(1)和式⑵可得k = Q/(AXi)(3)操作過程(1)將一定齡期的試件取出，擦干表面并在側(cè)面涂抹凡士林或黃油，然后敷以柔性橡膠墊層；將試件安裝在有機玻璃套筒的中間段，并將固定螺栓擰緊；最后將套筒三部分連接，并用軟管與儲水套筒連接。(2)打開水龍頭，從儲水套筒開始緩慢注水，水流自下而上灌滿整個試件套筒，且儲水套筒和試件套筒均開始溢流；調(diào)節(jié)儲水套筒高度使水位差保持在盡量小的水平，以保證水流處于層流狀態(tài)；靜置數(shù)分鐘，待水流穩(wěn)定且氣泡排凈后開始測試。(3)開啟秒表，同時用燒杯接取一定時間t的滲流水量V，計算單位時間內(nèi)水的體積流量Q ；重復試驗3次，取其平均值；用直尺測定水頭損失Ah。(4)改變儲水套筒高度，以改變水頭梯度，待水流穩(wěn)定后重復上述步驟(不少于6 次)。數(shù)據(jù)處理繪制以ν為縱坐標，i為橫坐標的ν-i關(guān)系曲線；根據(jù)Darcy定律，該曲線前部直線段的斜率即為該測試條件下的滲透系數(shù)。

圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；其中1.溢水口，2.儲水套筒，3.螺栓，4.試件，5.輸水管，6.進水口，7.測試套筒， 8.法蘭，9.橡膠柔性墊層，10.排水口，11.燒杯。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。如圖1所示，一種透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置，包括儲水套筒2和測試套筒7， 所述儲水套筒2底部出水口通過輸水管5與測試套筒7側(cè)面下部的進水口 6相連通，所述測試套筒7側(cè)面上部設(shè)有排水口 10，排水口 10下部設(shè)置燒杯11。所述儲水套筒2的側(cè)面上部設(shè)有溢水口 1。所述測試套筒7為有機玻璃套筒，所述套筒分為三節(jié)，三節(jié)之間依次通過法蘭8連接；上下兩節(jié)側(cè)面上分別設(shè)置進水口 6和排水口 10 ；中間一節(jié)是由左右兩個半套筒通過螺栓連接3組成的。所述套筒的中間一節(jié)內(nèi)壁上敷貼橡膠柔性墊層9。本實用新型為防止透水性混凝土試件側(cè)漏，本實用新型采用了試件4側(cè)面涂抹+ 柔性夾層+剛性壁的復合結(jié)構(gòu)。試驗前用黃油或凡士林涂抹試件側(cè)面，以封堵試件4開口空隙；套筒內(nèi)敷貼橡膠柔性墊層9，這樣試件4與套筒間就由剛性連接變?yōu)槿嵝赃B接，進一步防止側(cè)壁滲漏。工作原理滲透水流分為層流和紊流兩種基本類型。層流狀態(tài)下，每一個質(zhì)點沿一固定途徑流動，其流線互不相交；紊流情況下，質(zhì)點流動途徑是不規(guī)則的，其流線任意相交和再相交， 并發(fā)生漩渦。在層流區(qū)，流速較小，水流的摩擦水頭損失以粘滯力為主，由慣性力引起的水頭損失可略去不計，這時，滲流服從Darcy定律。在紊流區(qū)，由于流速增加，慣性力已經(jīng)不能忽略，Darcy定律已經(jīng)不能適用。由于透水性混凝土滲透試驗中水頭梯度較小，流速亦小， 所以水的流動服從Darcy定律ν = ki(1)
式中ν為滲流速度；k為滲透系數(shù)；i = Δ h/L為水頭梯度，其中Ah為水頭損失，L為試件長度。試驗時可通過調(diào)整儲水套筒高度來改變水頭梯度i。水頭損失Ah為兩個溢水口水平管的高度差。設(shè)單位時間內(nèi)水的體積流量為Q，試件斷面積為A，則流速為ν = Q/A(2)由式(1)和式(2)可得k = Q/(AXi)(3)操作過程(1)將一定齡期的試件取出，擦干表面并在側(cè)面涂抹凡士林或黃油，然后敷以柔性橡膠墊層；將試件安裝在有機玻璃套筒的中間段，并將固定螺栓擰緊；最后將套筒三部分連接，并用軟管與儲水套筒連接。(2)打開水龍頭，從儲水套筒開始緩慢注水，水流自下而上灌滿整個試件套筒，且儲水套筒和試件套筒均開始溢流；調(diào)節(jié)儲水套筒高度使水位差保持在盡量小的水平，以保證水流處于層流狀態(tài)；靜置數(shù)分鐘，待水流穩(wěn)定且氣泡排凈后開始測試。(3)開啟秒表，同時用燒杯接取一定時間t的滲流水量V，計算單位時間內(nèi)水的體積流量Q ；重復試驗3次，取其平均值；用直尺測定水頭損失Ah。(4)改變儲水套筒高度，以改變水頭梯度，待水流穩(wěn)定后重復上述步驟(不少于6 次)。數(shù)據(jù)處理繪制以ν為縱坐標，i為橫坐標的ν-i關(guān)系曲線；根據(jù)Darcy定律，該曲線前部直線段的斜率即為該測試條件下的滲透系數(shù)。
權(quán)利要求1.一種透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置，其特征在于，包括儲水套筒和測試套筒，所述儲水套筒底部出水口通過輸水管與測試套筒側(cè)面下部的進水口相連通，所述測試套筒側(cè)面上部設(shè)有排水口，排水口下部設(shè)置燒杯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置，其特征在于，所述儲水套筒的側(cè)面上部設(shè)有溢水口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置，其特征在于，所述測試套筒為有機玻璃套筒，所述套筒分為三節(jié)，三節(jié)之間依次通過法蘭螺栓連接；上下兩節(jié)側(cè)面上分別設(shè)置進水口和排水口 ；中間一節(jié)是由左右兩個半套筒組成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置，其特征在于，所述套筒的中間一節(jié)內(nèi)壁上敷貼橡膠柔性墊層。
專利摘要本實用新型涉及一種透水性混凝土滲透系數(shù)測試裝置，包括儲水套筒和測試套筒，所述儲水套筒底部出水口通過輸水管與測試套筒側(cè)面下部的進水口相連通，所述測試套筒側(cè)面上部設(shè)有排水口，排水口下部設(shè)置燒杯。本實用新型為防止透水性混凝土試件側(cè)漏，使用時，采用了試件側(cè)面涂抹+柔性夾層+剛性壁的復合結(jié)構(gòu)。試驗前用黃油或凡士林涂抹試件側(cè)面，以封堵試件開口空隙；套筒內(nèi)敷貼橡膠柔性墊層，這樣試件與套筒間就由剛性連接變?yōu)槿嵝赃B接，進一步防止側(cè)壁滲漏。該裝置可以防止側(cè)壁滲漏，操作簡便，價格低廉，測試精度高。
文檔編號G01N15/08GK202330232SQ201120452399
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者周亞旭, 崔新壯, 張娜, 歐金秋, 王聰 申請人:山東大學