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1、(10)申请公布号 CN 103398933 A (43)申请公布日 2013.11.20 CN 103398933 A *CN103398933A* (21)申请号 201310330466.3 (22)申请日 2013.07.31 G01N 15/08(2006.01) (71)申请人 东南大学 地址 211103 江苏省南京市江宁区润发路 5 号 (72)发明人 钱吮智 张志刚 马辉 闫天浩 周杰 王慧 王康达 夏品苹 (74)专利代理机构 南京瑞弘专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 32249 代理人 杨晓玲 (54) 发明名称 恒压混凝土渗透性测试装置 (57) 摘要 本发明公开了一种。
2、恒压混凝土渗透性测试 装置， 包括渗透仪， 渗透仪包括压力水容缸和试 件槽 ； 压力水容缸上端封闭且设有调压阀和进气 阀 ； 进气阀同时作为进水阀 ； 压力水容缸下端开 口且与试件槽上端开口处密闭连接 ； 试件槽内腔 上下贯通， 试件槽的内壁设置有隔垫， 待测试件的 周侧及上下端面边缘均与隔垫贴合， 试件槽压紧 隔垫和待测试件 ； 试件槽下方设置盛水容器， 盛 水容器置于天平上。本发明改变了以往通过静水 加压的方法， 转而采用空气压缩机进行加压， 对所 加压力有效地控制与直接地观测， 同时缩短实验 周期。 通过盛水容器和电子天平承接渗出的水， 用 计算机实时记录渗出水的质量， 结合达西定律计 。
3、算渗透系数。本装置密封性好， 操作简单， 测试准 确度高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103398933 A CN 103398933 A *CN103398933A* 1/1 页 2 1. 恒压混凝土渗透性测试装置， 其特征在于 ： 包括渗透仪， 所述渗透仪包括压力水容 缸 （5） 和试件槽 （8） ； 所述压力水容缸 （5） 上端封闭且设有调压阀 （7） 和进气阀 （6） ； 所述进 气阀 （6） 同时作为进水阀 ； 所。
4、述压力水容缸 （5） 下端开口且与试件槽 （8） 的内腔上端开口处 密闭连接 ； 所述试件槽 （8） 内腔上下贯通， 所述试件槽 （8） 的内壁设置有隔垫， 待测试件安 装在隔垫内， 待测试件的周侧及上下端面边缘均与隔垫贴合， 试件槽压紧隔垫和待测试件 ； 所述试件槽 （8） 下方设置盛水容器 （12） ， 盛水容器 （12） 置于天平 （11） 上。 2.根据权利要求1所述的恒压混凝土渗透性测试装置， 其特征在于 ： 所述进气阀 （6） 通 过导气管 （3） 顺次连接至压力转换器 （2） 和空气压缩机 （1） 。 3. 根据权利要求 1 所述的恒压混凝土渗透性测试装置， 其特征在于 ： 所述。
5、压力水容缸 （5） 外周面上固定有不锈钢外架 （13） ， 不锈钢外架 （13） 与试件槽 （8） 上开设有若干对应的 螺栓孔， 所述不锈钢外架 （13） 与试件槽 （8） 通过螺栓柱紧密连接。 4. 根据权利要求 1 所述的恒压混凝土渗透性测试装置， 其特征在于 ： 所述天平 （11） 为 电子天平， 且通过 RS232 串口连接至计算机。 5.根据权利要求1所述的恒压混凝土渗透性测试装置， 其特征在于 ： 所述试件槽 （8） 包 括上试件槽和下试件槽， 上试件槽中间设置上大下小的阶梯孔， 从上到下依次记为一号孔 和二号孔， 下试件槽中间设置上小下大的阶梯孔， 从上到下依次记为三号孔和四号孔。
6、， 所述 二号孔与三号孔同轴且均与待测试件匹配。 6. 根据权利要求 1 所述的恒压混凝土渗透性测试装置， 其特征在于 ： 所述压力水容缸 （5） 的材料为有机玻璃。 7.根据权利要求1所述的恒压混凝土渗透性测试装置， 其特征在于 ： 所述试件槽 （8） 的 材料为不锈钢。 8. 根据权利要求 1 所述的恒压混凝土渗透性测试装置， 其特征在于 ： 所述渗透仪通过 固定栓 （10） 悬空固定在支架 （4） 上。 9. 根据权利要求 4 所述的恒压混凝土渗透性测试装置， 其特征在于 ： 所述试件槽的下 端面上固定有漏斗 （9） ， 所述漏斗 （9） 与四号孔对准。 权 利 要 求 书 CN 103。
7、398933 A 2 1/3 页 3 恒压混凝土渗透性测试装置 技术领域 0001 本发明涉及一种混凝土水渗透性测试仪器设备， 具体是恒压混凝土渗透性测试装 置， 适用于测量水泥基复合材料的水渗透系数。 背景技术 0002 水泥混凝土作为一种人工材料， 是世界上应用最广的土木建筑材料， 一般来说， 在 坝体、 河岸等工程中都用混凝土作为防护工程材料， 在考虑其强度和变形的同时， 其渗透性 也是必须考虑的。混凝土的渗透性与混凝土的耐久性有着密切的联系， 常常认为渗透性是 评价混凝土耐久性的重要指标。 0003 目前， 我国对水泥基复合材料渗透性能实验采用的抗渗标号法， 用一组 6 个圆形 试件叠。
8、加， 从0.1MPa开始施加水压， 每隔8小时水压增加0.1MPa， 直至6个试件中有3个试 件被水穿透时， 停止试验， 记录此时的水头高度 H ； 通过抗渗等级公式 S=10H-1， 将停止试验 时的水头高度 H 换算成整数， 这个整数即为混凝土的抗渗标号。由于水泥基复合材料往往 具有较好的抗渗性能， 因此该实验方法周期长， 并且该试验方法水压力随时间变化， 难以通 过流量比较渗透系数。 发明内容 0004 要解决的技术问题 ： 针对现有技术的不足， 本发明提供的恒压混凝土渗透性测试 装置， 解决现有技术中利用抗渗标号法测试水泥基复合材料渗透性能测试时间周期长、 无 法通过流量比较渗透系数的。
9、技术问题， 且密封差、 操作复杂的技术问题。 0005 技术方案 ： 为解决上述技术问题， 本发明采用以下技术方案 ： 0006 恒压混凝土渗透性测试装置， 包括渗透仪， 所述渗透仪包括压力水容缸和试件槽 ； 所述压力水容缸上端封闭且设有调压阀和进气阀 ； 所述进气阀同时作为进水阀 ； 所述压力 水容缸下端开口且与试件槽的内腔上端开口处密闭连接 ； 所述试件槽内腔上下贯通， 所述 试件槽的内壁设置有隔垫， 待测试件安装在隔垫内， 待测试件的周侧及上下端面边缘均与 隔垫贴合， 试件槽压紧隔垫和待测试件 ； 所述试件槽下方设置盛水容器， 盛水容器置于天平 上。 0007 进一步的， 在本发明中， 。
10、所述进气阀通过导气管顺次连接至压力转换器和空气压 缩机。打开空气压缩器， 调节调压阀， 将压力调节到合适的大小， 打开进气阀将气压传递至 有机玻璃罩内。 改变了以往通过静水加压的方法， 转而采用空气压缩机进行加压， 对所加压 力能够更加有效地控制与直接地观测。 0008 进一步的， 在本发明中， 所述压力水容缸外周面上固定有不锈钢外架， 不锈钢外架 与试件槽上开设有若干对应的螺栓孔， 所述不锈钢外架与试件槽通过螺栓柱紧密连接。将 压力水容缸压紧在试件槽上， 密闭性好。 0009 进一步的， 在本发明中， 所述天平为电子天平， 且通过 RS232 串口连接至计算机。 可通过计算机实时记录天平中收。
11、集到的水的质量。 说 明 书 CN 103398933 A 3 2/3 页 4 0010 进一步的， 在本发明中， 所述试件槽包括上试件槽和下试件槽， 上试件槽中间设置 上大下小的阶梯孔， 从上到下依次记为一号孔和二号孔， 下试件槽中间设置上小下大的阶 梯孔， 从上到下依次记为三号孔和四号孔， 所述二号孔与三号孔同轴且均与待测试件匹配。 使待测试件与试件槽更加紧密接触， 保证水流不沿待测试件边缘渗漏。 0011 进一步的， 在本发明中， 所述压力水容缸的材料为有机玻璃。 有机玻璃为透明且耐 压， 可透过其观察压力水容缸内的水的含量， 水量不足时可及时加水。 0012 进一步的， 在本发明中， 。
12、所述试件槽的材料为不锈钢。因试件槽长期与水接触， 故 选用不锈钢材料可防止生锈。 0013 进一步的， 在本发明中， 所述渗透仪通过固定栓悬空固定在支架上。 0014 进一步的， 在本发明中， 所述试件槽的下端面上固定有漏斗， 所述漏斗与四号孔对 准。通过漏斗收集渗出的水， 防止外溅， 保证测试的准确性。 0015 有益效果 ： 0016 本发明的恒压混凝土渗透性测试装置， 通过进气阀向压力水容缸中注入一定量的 水 ； 打开空气压缩机和压力转换器， 通过调压阀设定至需要的压力， 打开进气阀将气体压入 压力水容缸中 ； 通过盛水容器和电子天平承接渗出的水， 并通过计算机实时记录渗出水的 质量， 。
13、进而结合达西定律计算出试件的渗透系数。 0017 本发明改变了以往通过静水加压的方法， 转而采用空气压缩机进行加压， 对所加 压力能够更加有效地控制与直接地观测， 同时缩短了实验周期， 测试准确度高。 0018 试件槽与不锈钢外架通过螺栓连接， 压紧压力水容缸， 保证压力水容缸与试件槽 之间连接的密闭性 ； 同时在试件槽内和待测试件之间设置隔垫， 使得待测试件与试件槽更 紧密地接触， 防止水从试件侧壁渗漏。整个装置的密封性能好。 0019 同时利用电子天平与计算机连接实时监测质量变化， 提高实验效率。 0020 整个装置并非是一个整体， 而是由多个零件组合而成， 各个零件可以方便地进行 拆卸和。
14、组装， 这样便于试件的装入和取出。 附图说明 0021 图 1 为本发明装置的整体结构示意图 ； 0022 图 2 为本发明中压力水容缸的结构示意图 ； 0023 图 3 为本发明中试件槽与试件配合的结构示意图。 0024 具体实施方式 0025 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。 0026 恒压混凝土渗透性测试装置， 包括渗透仪， 所述渗透仪通过固定栓 10 悬空固定在 支架4上。 所述渗透仪包括压力水容缸5和试件槽8 ； 所述压力水容缸5的材料为有机玻璃， 该材料透明且耐压， 可透过其观察压力水容缸 5 内的水的含量， 水量不足时可及时加水。所 述压力水容缸5上端封闭且设有调压阀7和进。
15、气阀6 ； 所述进气阀6通过导气管3顺次连接 至压力转换器 2 和空气压缩机 1。所述进气阀 6 同时作为进水阀 ； 所述压力水容缸 5 下端 开口且与试件槽 8 的内腔上端开口处密闭连接 ； 所述压力水容缸 5 外周面上固定有不锈钢 外架13， 不锈钢外架13与试件槽8上开设有若干对应的螺栓孔， 所述不锈钢外架13与试件 槽 8 通过螺栓柱紧密连接， 将压力水容缸 5 压紧在试件槽 8 上， 保证密闭优良。所述试件槽 说 明 书 CN 103398933 A 4 3/3 页 5 8 的材料为不锈钢， 可防止长期与水接触而生锈。所述试件槽 8 内腔上下贯通， 所述试件槽 8 的内壁设置有隔垫，。
16、 待测试件安装在隔垫内， 待测试件的周侧及上下端面边缘均与隔垫贴 合， 试件槽压紧隔垫和待测试件 ； 具体的， 所述试件槽 8 包括上试件槽和下试件槽， 上试件 槽中间设置上大下小的阶梯孔， 从上到下依次记为一号孔和二号孔， 下试件槽中间设置上 小下大的阶梯孔， 从上到下依次记为三号孔和四号孔， 所述二号孔与三号孔同轴且均与待 测试件匹配， 所述一号孔和四号孔直径为80mm,所述二号孔与三号孔直径为100mm。 所述试 件槽的下端面上固定有漏斗9， 所述漏斗9与四号孔对准。 所述试件槽8下方设置盛水容器 12， 盛水容器 12 置于天平 11 上。所述天平 11 为电子天平， 且通过 RS23。
17、2 串口连接至计算 机。通过漏斗 9 收集渗出的水， 防止外溅， 保证测试的准确性， 同时通过计算机实时记录天 平中收集到的水的质量。 0027 测试时， 按照以下步骤顺次进行 ： 0028 步骤 1 ： 预制圆柱形待测试件， 直径为 100mm， 厚度为 20mm。 0029 步骤 2 ： 打开固定栓 10， 将渗透仪倒置， 拆卸漏斗 9 和试件槽。 0030 步骤 3 ： 把预制的圆柱形待测试件放入试件槽内， 用螺栓固定漏斗等零件， 确保密 封不漏水， 然后将渗透仪放正。然后从进气阀 6 导入适量的水至压力水容缸 5 内。 0031 步骤4 ： 将空气压缩机1、 压力转换器2和压力水容缸5。
18、之间用导气管进行连接 ； 打 开空气压缩机1， 调节调压阀7， 将压力调节到合适的大小， 打开进气阀6将气压传递至压力 水容缸 5 内。 0032 步骤 5 ： 将电子天平 11 和盛水容器 12 放在漏斗 9 下面盛接渗透的水， 此电子天 平11与计算机用RS232串口进行连接， 通过计算机上的软件实时监控电子天平上盛水容器 12 中水的质量的变化， 最后通过采集的数据进行渗透系数的计算。渗透系数的计算公式是 由达西定律给出的， 达西定律表明， 在一定时间内， 透过材料时间的水量与时间的断面积及 水头差 （液压） 成正比， 与试件的厚度成反比， 即 ： 0033 0034 式中， K- 渗透。
19、系数 (m/s) 0035 Q- 透过材料试件的水量 (m3) 0036 t- 透水时间 (s) 0037 A- 透水面积 (m2) 0038 h- 静水压力水头 (m) 0039 d- 试件厚度 (m) 0040 注 ： 式中的静水压力水头由调压阀 7 上的气压读数计算即可得到。 0041 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出 ： 对于本技术领域的普通技术人 员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。 说 明 书 CN 103398933 A 5 1/2 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103398933 A 6 2/2 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103398933 A 7 。