本发明涉及土木工程材料测试测试技术领域，尤其是一种圆形透水性混凝土渗透系数测试装置及方法。
背景技术：
目前城市建设发展迅速，不透水混凝土尤其是其对道路方面带来的不便和负面效应越来越大，伴随着海绵城市概念的提出，工程建设方面对于透水混凝土的需求越来越多，应用越来越广泛。
透水性能是影响透水混凝土使用性能的一个关键参数，现行规范中对于透水混凝土的透水性能的计算方法有了明确的说明，但是现行环境中尚无较为标准的设备可以直接测量的出透水混凝土的透水性能参数。本发明为了满足实际的需求，考虑测量精度结合实际操作的便利性提出一种切实可行、操作简便的透水混凝土透水系数测量设备以及结合设备的实验方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有透水混凝土测量装置中进水和出水的水流量测试、测量筒内部液面控制以及压力水头差无法较为精确的读取、溢水口位置单一和测量误差较大的技术问题，提供一种透水性混凝土渗透系数测试装置。
一种圆形透水混凝土试块渗透系数测试装置，测量的是透水混凝土试件，该试件外部包裹一层橡胶膜，套入橡胶套管后，将装置好试件的套管安装到测量筒下部，并用套箍夹紧防止水分溢出。具体装置包括上下壁厚相同的透明测量筒、可放置在测量筒内部下端的和测量筒外径一致的试件安装橡胶套管、透水垫块以及溢流水槽。测量筒、试件套管和透水垫块均设置在溢流槽内。所述测量筒外壁底部设置一带有刻度的连通管，测量筒上部置有一溢流口防止输入水压超限，测量筒溢流口通过管道连接至溢流水槽外，整体呈圆柱状，四个模瓣外套装有环形卡箍。所述溢流水槽一侧上部开设有三个不同高度的溢流口，每个溢流水槽溢流口均设有控水阀门。所述连通管及溢流水槽溢流口的高度均高于试件夹持模块，圆筒溢流口的高度大于连通管最大刻度及溢流水槽溢流口的高度。
所述测试筒上部为圆形，试件通过橡胶膜包裹，然后再用试件夹持模块及卡箍将试件夹持放置在圆筒内部下端，再由透水垫块支撑。试件夹持模块外壁由橡胶外套与圆筒内壁紧密连接以保证侧面的密封性，测量筒通过橡胶外套与测量试件的价值模块连接，并保证连接处不渗漏，从而提高透水系数测量的精确度。
为了方便测出水的流量和流速，在供水阀控水阀门和溢流导流管处均设有流量计，流量计读数为瞬时的流水量。实际使用过程中，当两处流量计读数一致并持续30s后，记录器读数为q。
为了方便测量和控制测量筒内液面高度，所述测量筒外壁一侧伸出一个带刻度的联通管，最小刻度单位是0.5mm。为了方便读数，在连通管内部内置轻质小球，试验时小球高度所示刻度即为圆筒内液面高度。
一种圆形透水混凝土试块渗透系数测试方法，采用上述透水混凝土渗透系数测试装置，包括如下步骤：
1）取截面积为a，高度为l的立方体透水混凝土试件，静没在水中24h以上，试验时用橡胶膜通过成模筒包裹在试件上；
2）将试件夹持模块拼合在试件外部，在套上环形卡箍，使四个模瓣紧贴并夹持试件，在将其放置在圆筒内部下侧；
3）打开供水控水阀门，使水流进入测量筒中，并通过该试件渗透进溢流水槽内，选择某一高度溢流水槽溢流口，打开该处溢流水槽溢流口控水阀门，其余两处溢流水槽溢流口控水阀门关闭；
4）当所选溢流水槽溢流口有水流出时，通过供水阀门处流量计调整进水量，根据所需读出连通管小球处刻度即为测量筒内水位高度；
5）当进水口和出水口流量计读数一致并保持连续30秒时，读出流量计示数，记录该示数即为流水量q，以及测量圆筒内和溢流水槽内的水位计算出水位差差h，h精确至0.5mm，用温度计测出溢流水槽内水温t，t精确至0.5℃；
6）切换溢水阀门位置，重复3次步骤5，并计算每次次透水系数；透水系数计算公式见：cjj/t135-2009透水混凝土路面技术规程；
7）测定结束完成后，从测量筒中取出试件夹持模块，将卡箍取下，拿出试件，将仪器擦干净后，整理，放存。
本发明的透水混凝土渗透系数测试装置及方法，可以用来测试透水混凝土的透水系数，优点在于1）进口和出口位置水流量可以通过流量计方便测出；测量筒内液面高度可以通过连通管刻度快速读出；有效避免了侧壁和装置连接处渗漏问题，密封性更强；溢水口高度可调节，实验中可以取不同高度溢流水槽溢流口试验的9次透水系数平均值使得试验结果更为精准。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步描述：
图1是本发明透水混凝土渗透系数测试装置的结构示意图；
各图中索引为：1、导流管，1-1、控水阀门，1-2、流量计，2、测量筒，2-1、连通管，2-2、轻质小球，2-3、溢流口，3、溢流水槽，3-1、控水阀门，3-2、导流管，3-3、溢流水槽溢流口，3-4、流量计，4、橡胶套管，5、卡箍，6、蜂窝式透水垫块，6-1、透水圆孔。
具体实施方式
一种圆形透水混凝土试块渗透系数测试装置，如图1所示，装置包括上下壁厚相同的透明测量筒2、可放置在测量筒2内部下端的和测量筒2内径相一致的试件夹持模块4、透水垫块6以及溢流水槽3。测量筒2、试件夹持模块4和透水垫块6均设置在溢流水槽3内。所述测量筒2外壁一侧伸出一个内置轻质小球2-2的带有刻度连通管2-1，另一侧在测量筒2上部位置有一溢流口2-3，溢流口2-3通过管道连接至溢流水槽3外。所述试件夹持模块4由四个模瓣楔形拼合，整体呈圆柱状，四个模瓣外套装有环形卡箍5。所述溢流水槽3一侧上部开设有三个不同高度的溢流水槽溢流口3-3，每个溢流水槽溢流口3-3均设有控水阀门3-1。所述连通管2-1及溢流水槽溢流口3-3的高度均高于试件夹持模块4，溢流口2-3的高度大于连通管2-1最大刻度及溢流水槽溢流口3-3的高度。
所述测试装置上部为一测量筒2，试件通过橡胶膜包裹，然后再用试件夹持模块4及卡箍5将试件夹持放置在测量筒2内部下端，再由透水垫块6支撑。试件夹持模块4外壁由橡胶外套与测量筒2内壁紧密连接，测量筒2下部通过橡胶外套与透水垫块6连接。
本发明中，测量筒2，溢流水槽3，连通管2-1，导流管1，导流管3-2均采用透明有机玻璃。在供水阀控水阀门1-1处设有流量计1-2，三个溢流水槽溢流口3-3控水阀门3-1导流管3-2处设有流量计3-4。
一种圆形透水混凝土试块渗透系数测试方法，采用上述透水混凝土渗透系数测试装置，包括如下步骤：
1、取截面积为a，高度为l的立方体透水混凝土试件，橡胶膜通过成模筒包裹在试件上；
2、将试件夹持模块4拼合在试件外部，在套上环形卡箍5，使四个模瓣紧贴并夹持试件，在将其放置在测量筒2内部下侧；
3、打开供水阀控水阀门1-1，使水流进入测量筒2中，并通过该试件渗透进溢流水槽3内，选择某一高度溢流水槽溢流口3-3，打开该处溢流水槽溢流口控水阀门3-1，其余两处溢流水槽溢流口控水阀门关闭；
4、当所选溢流水槽溢流口3-3有水流出时，通过供水阀门处流量计1-2调整进水量，根据所需读出连通管小球2-2处刻度并控制测量筒2内液面高度；
5、当t秒内溢流水槽溢流口3-3处流量计3-4示数与供水阀处流量计1-2示数一致时，读出t秒内流量计该示数即为流水量q，以及测量测量筒2内和溢流水槽3内的水位差h，h精确至1mm，用温度计测出溢流水槽内水温t，t精确至0.5℃；
6、重复3次步骤5，计算3次透水系数；
透水系数计算公式如下：
式中:
q——时间t秒内的渗透水量（即步骤f中的q的平均值），；
l——试样的厚度，mm；
h——平均水位差，mm；
t——时间，s。
7、测定结束完成后，从测量筒2中取出试件夹持模块4，将卡箍5取下，拿出试件，将仪器擦干净后，整理，放存。
本发明的透水混凝土渗透系数测试装置及方法，可以用来测试透水混凝土的透水系数，优点在于水流量可以通过流量计方便测出；测量筒内液面高度可以通过连通管刻度快速测出并加以控制；有效避免了侧壁和装置连接处渗漏问题，密封性更强；同时取不同高度溢流水槽溢流口试验的9次透水系数平均值使得试验结果更为精准。