一种新型透水混凝土透水系数的测试装置的制作方法

本实用新型涉及一种测试透水混凝土的透水系数的仪器，具体涉及一种新型透水混凝土透水系数的测试装置。

背景技术：

随着城市的不断的发展壮大，对其排水系统提出了越来越高的要求；因此透水混凝土越来越多的应用于城市道路、广场以及小区道路、停车场建设中。透水系数是透水混凝土的重要指标之一，直接影响到其功能性的发挥程度，相应的各式各样的透水系数测试装置陆续被开发出来。透水系数的测试主要依据CJJ/T-135《透水水泥混凝土路面技术规程》的恒水头测试原理与DB11/T-775《透水混凝土路面技术规程》的变水头测试原理，前者应用更为广泛。

基于CJJ/T-135中恒水头测试原理开发测试装备主要有：CN201310218787.4-透水水泥混凝土渗透系数测试装置及方法，CN201320830426.0-一种测量透水混凝土透水系数的试验装置，CN201420110237.0-透水混凝土透水系数的测试装置，CN201610305628.1-一种混凝土透水系数测定装置，和CN201320425033.1-透水混凝土透水系数测定仪。诸多学术论文中也涉及到透水混凝土恒定水头测试装置，用于测试透水混凝土试块的透水系数，以2006年刘小康的硕士论文《植物生长型多孔混凝土的制备、性能与抗冻性研究》为代表，轮外中采用内圆筒、外水槽的方式营造特定水头差，在外圆筒上开口，记录特定时间内流出的水量，进而换算出内圆筒所测试透水试块的透水系数。

CN201310218787.4、CN201320830426.0与CN201420110237.0中所述设备均设有内部圆筒溢水口与外部水槽溢水口，测试过程中向内部圆筒注水，当内外液面高度差稳定时，开始用量筒计量一定时间内从水槽溢水口中溢出的水量；以上专利中所述设备实际操作复杂，往往需两人配合，水头固定不可调，同时会浪费大量水资源。CN201610305628.1中所述设备仅仅实用于测试透水系数较小的透水混凝土；CN201320425033.1中所述设备自动化程度高，但设备复杂、水头不可调、透水系数测试范围有限。因此，需要基于恒定水头测试原理，开发一种操作方便、透水系数测试范围广、水头可调、结构简单、测试结果准确可靠的新型测试装置。

技术实现要素：

本实用新型解决了现有相关测试仪器的透水系数测试范围窄、操作复杂、水头不可调或结构复杂等问题。

本实用新型提供了一种新型透水混凝土透水系数的测试装置，包括圆筒、硅胶管、过紧箍环、水槽、可调节变速泵、流量计、管道出水口和管道；

所述水槽底部中心设有条形垫片，所述圆筒位于条形垫片上方；所述硅胶管套置在圆筒外侧，且其底部与条形垫片接触；

所述圆筒底部与条形垫片之间放置透水混凝土试块，并利用过紧箍环与硅胶管紧密密封，以防止圆筒中的水沿透水混凝土试块四周渗出到水槽中；

所述可调节变速泵位于水槽外，所述水槽侧面底部可通过管道依次与可调节变速泵、流量计连接；所述管道出水口位于圆筒上方，所述可调节变速泵与流量计之间设有止水阀门；水槽侧面底部连接的管道在可调节变速泵的作用下将水槽的水流回至圆筒中；管道上设置的止水阀门和流量计分别用于调节水流速度和统计水流量。

本实用新型所述测试装置，所述可调节变速泵还可直接移至水槽中，并没有通过管道与水槽进行连接，所述可调节变速泵可更换为可调节变速潜水泵。

本实用新型所述测试装置，所述圆筒与水槽的材质均为亚克力材质的透明有机玻璃。

本实用新型所述测试装置，所述圆筒的外径Φ＝101±1mm，壁厚d＝4±2mm，高度H＝300±100mm；

所述硅胶管的内径Φ＝98±1mm，壁厚d＝4±2mm，高度H＝600±100mm；

所述水槽的外径Φ＝300±50mm，壁厚d＝8±5mm，高度H＝200±50mm。

本实用新型所述测试装置，所述可调节变速泵及可调节变速潜水泵的功率均为100-200w，流量范围0-40L/min。

本实用新型所述测试装置，所述流量计的流量测试范围0-50L/min，体积流量测试范围0-10000L，测试精度＜0.05％。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型通过可调节变速泵与止水阀门的共同作用，可以调节水通过管道的流速，进一步使圆筒内液面稳定在某一高度；

(2)本实用新型在管道上安装流量计，可以方便准确的测试特定时间段t内通过管道的水量Q；

(3)本实用新型在硅胶管和过紧箍环的共同配合作用下，可以方便快速的将透水混凝土试块与圆筒连接成一个只能从透水混凝土试块上下表面透水的整体；

(4)本实用新型结构简单、操作方便、透水系数测试范围广、水头可调、测试结果准确可靠。

附图说明

图1为本实用新型所述装置的结构整体示意图；

图2为本实用新型所述装置的结构局部俯视图；

图3为本实用新型所述装置的一种变体。

图1～3中的具体标注为：1流量计、2管道；3止水阀门、4可调节变速泵、5透水混凝土试块、6圆筒、7水槽、8硅胶管、9过紧箍环、10条形垫片、11管道出水口、12可调节变速潜水泵。

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阐述。

如图1所示。

一种新型透水混凝土透水系数的测试装置，包括圆筒6、硅胶管8、过紧箍环9、水槽7、可调节变速泵4、流量计1和管道2；所述水槽底部中心设有条形垫片10，所述圆筒6位于条形垫片上方；所述硅胶管8套置在圆筒外侧6，且其底部与条形垫片接触10；所述圆筒底部与条形垫片10之间放置透水混凝土试块5，并利用过紧箍环9与硅胶管8紧密密封，以防止圆筒中的水沿透水混凝土试块四周渗出到水槽中；所述可调节变速泵4位于水槽外，所述水槽侧面底部可通过管道2依次与可调节变速泵4、流量计1连接；所述管道出水口11位于圆筒6上方，所述可调节变速泵4与流量计1之间设有止水阀门3；水槽侧面底部连接的管道在可调节变速泵的作用下将水槽的水流回至圆筒中；管道上设置的止水阀门和流量计分别用于调节水流速度和统计水流量。

本实用新型所涉及装置的操作步骤是：将加工好的透水混凝土试块(直径100mm、高度50mm)进过真空饱水之后，在试样四周涂上密封材料(橡皮泥、黄油水泥混合物、超细黏土、石蜡膨润土混合物等)；通过不锈钢箍环与硅胶管将透水混凝土试块与圆筒连接成一个整体，并将其置于条形垫片以保证试验用水可以畅通无阻的流至水槽内，然后在水槽内注入适量的水；启动可调节变速泵并调至特定功率、调节止水阀门至合适大小，使圆筒内部试验用水的液面稳定在合适位置；最后测量圆筒内液面与水槽内液面的高度差，读取流量计上的流量值、或记录特定时间段内流量计上显示的水量差值，结合透水混凝土试块的截面积与厚度值即可计算该试块的透水系数。

更改圆筒6的尺寸以适应不同尺寸的试块，譬如，当试块直径为70mm时，可将圆筒6的外径设计为Φ＝71±1mm，壁厚d＝4±2mm，高度H＝300±100mm；另外，当测试试块截面为正方形时，可将圆筒6更改为相应尺寸的薄壁棱柱体。

显然，本实用新型的上述实例仅仅是为了清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。由于本实用新型的核心为水流速的精确可调、流量的准确统计、试块四周的简易高效密封，因此凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

实施例1

加工生产了一种新型透水混凝土透水系数的测试装置，具体的材质、参数及装配过程如下：

通过材质为不锈钢的过紧箍环将内径为98mm、高度为100mm、厚度为5mm的硅胶管与外径为100mm、高度为50mm的透水混凝土试块紧紧密封在一起，将外径为100mm、高度为300mm、厚度为3mm的亚克力圆筒套入硅胶管中，圆筒在上、透水混凝土试块在下，由硅胶管与不锈钢箍环将二者连接成一个整体。然后放置在水槽底部的条形垫片上，水槽的外径为300mm，壁厚5mm，高度为200mm，水槽的材质为亚克力有机玻璃。利用内径1in的PVC管道将可调节变速泵、止水阀门与流量计连接在一起；PVC管道一端接在水槽侧面下方，与水槽底面相距10mm；PVC管的另一端位于圆筒正上方，PVC出水口下沿距圆筒上沿50m。调节变速泵的功率为150w，流量范围0-30L/min，测试精度0.02％；止水阀门采用32PPR(铜)型升降式球阀。

验证实验：将加工好的五块不同孔隙率的透水凝土试块(直径约100mm、厚度约50mm)、每块试块平行测试三次，将试块进过真空饱水之后，用超细黏土将四周的空隙密封起来，然后利用本实用新型提到的装置依次测量它们的透水系数。具体的实验步骤是：用游标卡尺测量试块的实际直径R与实际厚度L；通过不锈钢箍环与硅胶管将透水混凝土试块与圆筒连接成一个整体，并将其置于条形垫片以保证试验用水可以畅通无阻的流至水槽内，然后在水槽内注入适量的水；启动可调节变速泵并调至特定功率、调节止水阀门至合适大小，使圆筒内部试验用水的液面稳定在合适位置；最后测量圆筒内液面与水槽内液面的高度差H，读取特定时间段t内流量计上显示的水量差值Q，结合透水混凝土试块的截面积与厚度值即可计算该试块的透水系数。

透水系数的计算公式为：

式中，K_T——水温T时的透水系数(mm/s)；

Q——特定时间段t内流量计上显示的水量差值(ml)；

L——透水混凝土时间的厚度(mm)；

A——透水混凝土试件的透水表面积(＝πR²)；

H——圆筒内液面与水槽内液面的高度差(mm)；

t——测试时间(s)。

数据测试及处理结果如表1：

利用本实用新型中所述设备测试透水混凝土试块的透水系数，测试五块不同孔隙率的透水凝土试块，每块试块平行测试三次，测试结果如表1所示。由表1可知，该设备所能测试的透水系数范围很大，为0～10mm/s，而且不同透水性能试块的测试结果均准确可靠，最大偏差仅为3.27％。说明本实用新型所述装置可以用于测定透水混凝土的透水系数。

表1透水混凝土试块透水系数的测试及处理结果

实施例2

实施例2所用装置为实施例1所用装置的一种引申变化，图2中所列装置为本实用新型的一种引申变化，与图1的主要区别在于将可调节变速泵9直接移至水槽7中，并没有通过管道2进行连接，并将可调节变速泵9应更换为可调节变速潜水泵9。