本發(fā)明涉及土木工程領(lǐng)域，特別是涉及一種材料的負(fù)壓吸水裝置。

背景技術(shù)：

中國的多年凍土分布廣泛，其面積占國土面積的21.5％。近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和西部大開發(fā)的政策實(shí)施，在地下工程領(lǐng)域工程修筑數(shù)量日益增多，尤其是各類寒區(qū)公路與鐵路隧道等。通過對(duì)已運(yùn)營的寒區(qū)公路隧道調(diào)查發(fā)現(xiàn)，寒區(qū)隧道中有80％以上都存在各種各樣凍害現(xiàn)象，其中60％的隧道發(fā)生滲漏，約24％的出現(xiàn)襯砌混凝土剝落、開裂、滑塌、沉陷等問題。每年各地區(qū)和相關(guān)交通企業(yè)對(duì)這些病害隧道維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用數(shù)量驚人，如我國東北林區(qū)修建的嶺頂隧道、翠嶺隧道、西羅奇1號(hào)隧道和西羅奇2號(hào)隧道就是例證。

為了避免寒區(qū)地下工程主體產(chǎn)生凍害，一般都采取防凍保暖措施。不同的地下工程結(jié)構(gòu)主體由于地質(zhì)環(huán)境與水文條件的差異性，對(duì)保溫材料提出了不同的要求，其中對(duì)保溫材料的防水性能具有特殊要求，尤其是復(fù)雜地質(zhì)條件下的寒區(qū)富水隧道對(duì)保溫材料的防水要求則更高。這主要是因?yàn)楹畢^(qū)富水隧道由于各種施工因素造成的滲漏水現(xiàn)象比較常見，其次是在隧道防排水系統(tǒng)失效的條件下，造成隧道初支背后積水，從而使隧道滲漏現(xiàn)象更加嚴(yán)重。隧道滲漏發(fā)生易對(duì)寒區(qū)富水隧道的保溫材料保溫效果造成影響，尤其是經(jīng)過多年的冬凍春融，導(dǎo)致保溫材料的保溫效果逐年下降，縮短了保溫材料的使用壽命，最后導(dǎo)致失效，不僅會(huì)影響隧道的正常使用嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使隧道報(bào)廢。

當(dāng)保溫材料在隧道圍巖壓力或水壓的綜合作用下，地下水滲入到保溫材料內(nèi)部，從而使保溫材料成為兩種介質(zhì)組成的一種復(fù)合材料，改變了保溫材料原始狀態(tài)下的材料特性，影響保溫材料的使用效果。綜上所述，結(jié)合保溫材料工程實(shí)際應(yīng)用及其環(huán)境條件，開發(fā)一種該類材料在不同壓力下的浸水試驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上對(duì)其保溫性能進(jìn)行分析具有重要的工程意義，但是目前市場(chǎng)上并沒有針對(duì)材料在負(fù)壓條件下的室內(nèi)浸水試驗(yàn)所用的儀器設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述缺點(diǎn)，提供一種材料的負(fù)壓吸水裝置，能夠在不同負(fù)壓值條件下測(cè)定材料的浸水試驗(yàn)，且易于操作。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種材料的負(fù)壓吸水裝置，包括承壓筒、密封蓋、水槽以及真空抽氣設(shè)備，承壓筒兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)負(fù)壓管分別與水槽和真空抽氣設(shè)備連接，負(fù)壓管上設(shè)置有進(jìn)氣閥和進(jìn)水閥，承壓筒側(cè)壁靠下設(shè)置有泄水閥，其中密封蓋上部設(shè)置有真空壓力表以及泄壓閥，密封蓋與承壓筒接觸的四周設(shè)置有密封墊圈，承壓筒相對(duì)的筒壁上各設(shè)置兩個(gè)掛鉤，掛鉤上設(shè)置兩端有圓環(huán)的不銹鋼桿。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述承壓筒為缺少頂面的正方體，所述筒體的內(nèi)尺寸為(200mm-210mm)×(200mm-210mm)×(200mm-210mm)，所述承壓筒的厚度為25mm-30mm，所述承壓筒四周與密封蓋接觸的部位沿著垂直于筒壁的方向向外延伸30mm-40mm。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述承壓筒設(shè)置有三個(gè)孔道，直徑為6mm-10mm，所述兩根負(fù)壓管通過所述孔道分別連接水槽和真空抽氣設(shè)備，所述負(fù)壓管上設(shè)置有進(jìn)氣閥和進(jìn)水閥。所述排水管上設(shè)置有泄水閥。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述承壓筒上設(shè)置有密封墊圈，厚度為5mm-8mm，密封蓋與承壓筒接觸面為正方形框，所述正方形框即為密封墊圈的長寬尺寸。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述密封蓋上設(shè)置有真空壓力表。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述密封蓋上設(shè)置有泄壓孔，泄壓孔直徑為6mm-10mm，所述泄壓孔上設(shè)置有泄壓閥。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述承壓筒和密封蓋通過螺栓連接，所述密封蓋與承壓筒接觸面為正方形框，在所述正方形框的四個(gè)角分別設(shè)置一個(gè)螺栓，其余的螺栓按照間距為50mm-70mm的間距設(shè)置。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述承壓筒為透明有機(jī)玻璃材質(zhì)。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述密封蓋為透明有機(jī)玻璃材質(zhì)，厚度為25mm-30mm，長度和寬度相等為330mm-340mm。

作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，在所述承壓筒相對(duì)的筒壁上各設(shè)置兩個(gè)掛鉤，長度為10mm-15mm，距離筒底50mm-70mm。所述掛鉤上設(shè)置兩端有圓環(huán)的不銹鋼桿。

本發(fā)明采用有機(jī)玻璃材質(zhì)的承壓筒與密封蓋，可以通過進(jìn)水閥、泄水閥以及密封蓋上的泄壓閥結(jié)合真空壓力表顯示的壓力值使承壓筒內(nèi)的壓力值控制在穩(wěn)定的范圍，并通過承壓筒側(cè)壁的掛鉤和不銹鋼桿阻止材料漂浮于水面，因此能夠在不同負(fù)壓值條件下測(cè)定材料的浸水試驗(yàn)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的正視圖；

圖3為承壓筒的剖面圖；

其中：1-承壓筒；2-密封墊圈；3-密封蓋；4-螺栓；5-真空壓力表；6-泄壓閥；7-真空抽氣設(shè)備；8-水槽；9-負(fù)壓管；10-進(jìn)氣閥；11-進(jìn)水閥；12-排水管；13-泄水閥；14-掛鉤；15-不銹鋼桿；16-試樣。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

參見圖1、圖2和圖3，本發(fā)明包括承壓筒1、密封蓋3、水槽8以及真空抽氣設(shè)備7；其中承壓筒1兩側(cè)各設(shè)置一個(gè)負(fù)壓管9，分別與水槽8和真空抽氣設(shè)備7連接，負(fù)壓管9上設(shè)置有進(jìn)氣閥10和進(jìn)水閥11；承壓筒1側(cè)壁靠下設(shè)置有泄水閥13；其中密封蓋3上部設(shè)置有真空壓力表5以及泄壓閥6；密封蓋3與承壓筒1接觸的四周設(shè)置有密封墊圈2；承壓筒1的相對(duì)的筒壁上各設(shè)置兩個(gè)掛鉤14，掛鉤上設(shè)置兩端有圓環(huán)的不銹鋼桿15。承壓筒1采用透明有機(jī)玻璃材質(zhì)，筒體的內(nèi)尺寸為(200mm-210mm)×(200mm-210mm)×(200mm-210mm)，承壓筒1的厚度為25mm-30mm，承壓筒1四周與密封蓋3接觸的部位沿著垂直于筒壁的方向向外延伸30mm-40mm。密封蓋3上設(shè)置有泄壓孔，泄壓孔直徑為6mm-10mm。承壓筒1和密封蓋3通過螺栓4連接，密封蓋3與承壓筒1接觸面為正方形框，在正方形框的四個(gè)角分別設(shè)置一個(gè)螺栓4，其余的螺栓4按照間距為50mm-70mm的間距設(shè)置。排水管12上設(shè)置有泄水閥13。承壓筒1上設(shè)置有密封墊圈2，厚度為5mm-8mm，密封蓋3與承壓筒1接觸面為正方形框，正方形框即為密封墊圈2的長寬尺寸。承壓筒1設(shè)置有三個(gè)孔道，直徑為6mm-10mm。密封蓋3為透明有機(jī)玻璃材質(zhì)，厚度為25mm-30mm，長度和寬度相等為330mm-340mm。在承壓筒1的相對(duì)的筒壁上各設(shè)置兩個(gè)掛鉤14，長度為10mm-15mm，距離筒底50mm-70mm，掛鉤上設(shè)置兩端有圓環(huán)的不銹鋼桿15。

本發(fā)明主要的工作原理及過程：本發(fā)明裝置適用于材料的負(fù)壓浸水試驗(yàn)，即在負(fù)壓的環(huán)境下測(cè)量材料的含水率，壓力范圍在0MPa～0.1MPa。

使用本發(fā)明裝置的有壓浸水試驗(yàn)的具體步驟如下：

1)制備試樣，試樣的尺寸為(150±2)mm×(150±2)mm×原始厚度，在天平上稱出其質(zhì)量；

2)將制備好的試樣放入承壓筒底部中央，將兩個(gè)不銹鋼桿分別與承壓筒內(nèi)側(cè)的掛鉤相連；

3)將密封圈放入承壓筒頂部并蓋上密封蓋，用螺栓將密封蓋與承壓筒緊密連接，檢查泄壓閥、泄水閥、進(jìn)氣閥以及進(jìn)水閥是否關(guān)閉，并將真空壓力表調(diào)零；

4)打開進(jìn)氣閥和進(jìn)水閥，然后打開真空抽氣設(shè)備，開始抽真空，當(dāng)承壓筒內(nèi)的水位高于材料頂面5cm時(shí)關(guān)閉進(jìn)水閥，當(dāng)真空壓力表顯示的真空度為-0.1MPa時(shí)，關(guān)閉進(jìn)氣閥，停止抽氣，并記錄此時(shí)的狀態(tài)為0；

5)緩慢打開泄壓閥，使外界空氣進(jìn)入承壓筒內(nèi)，以調(diào)整承壓筒內(nèi)的負(fù)壓。以承壓筒內(nèi)負(fù)壓為0.01MPa為例，當(dāng)真空壓力表顯示的真空度為-0.09MPa時(shí)關(guān)閉泄壓閥，此時(shí)筒內(nèi)的負(fù)壓為0.01MPa。

6)在負(fù)壓為0.01MPa(負(fù)壓值根據(jù)試驗(yàn)要求確定)的情況下，讓材料浸水24h(浸水時(shí)間根據(jù)試驗(yàn)要求確定)；

7)浸水試驗(yàn)結(jié)束后，打開泄壓閥和泄水閥，使承壓筒內(nèi)的水分排出，卸下螺栓，打開密封蓋，取下不銹鋼桿，取出材料，用濕布擦干材料表面多余的水分，并稱其質(zhì)量。