一种移动式大型特种抗渗试验装置的制作方法

本实用新型提供一种适合制取喷射混凝土试件并测试其抗渗性能的试验装置，具体的说涉及一种移动式大型特种抗渗试验装置。

背景技术：

与普通混凝土相比，喷射混凝土具有低水灰比、高水泥用量、小骨料等特点，且含有较多大小适中、分布较均匀、彼此不串通的气泡,比模浇混凝土更密实, 具有更高的抗渗性能，因此，被广泛应用在水工、地下和其它有抗渗要求的土木工程中，如大坝混凝土、隧道支护混凝土等等。

混凝土抗渗性是反映混凝土耐久性能的重要指标，也是地下建筑、水利、人防、高铁、路桥等领域工程质量的重要因素，根据GB/T50082《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》，采用普通混凝土抗渗仪进行水泥混凝土抗渗试验与渗透压检测，这一传统方法沿用至今。

传统方法的抗渗试验难度大、数据波动大、耗费时间长、成功率不高、可靠性不高，具体而言，主要有以下几方面问题：(1)试件密封困难、效果不佳，现有密封方法包括热封摸法、冷封模法和试件内增加预埋引压管法,热封摸法是最常见的密封方法，即密封之前需要将混凝土试件、试模等预热，将工业石蜡加热至50～60℃熔化成液态，试图让石蜡冷却凝固后密封空隙，该程序大大增加了时间和资金成本，由于试模与试样之间密封时间长，密封过程复杂，密封十分困难，且不能保证试验时试件与试模之间完全密封，致使试验时压力水可能从试件与试模之间的密封区间空隙渗出，导致试验失败，或试验虽然成功但具有偶然性，而试件内增加预埋引压管法只测试局部渗漏水对混凝土的渗透试验，难以代表压力水对喷射混凝土大面积渗水测试，适用性不强，文献报道冷封模法有聚合物水泥基防水层密封、专用密封胶、橡胶密封圈、环氧胶泥等方式，但实际效果有待考证；(2) 试验数据离散、结果误差大，一方面非完全密封致使试验时压力水可能从试件与试模之间的密封区域空隙渗出，另一方面，由于混凝土类材料为非均质体，浇筑时常有密实度不均匀及其它内部缺陷存在，导致小尺寸试件往往难以反映实际抗渗性能，测得的渗透压力偏高，实测抗渗结果不可靠；(3)抗渗压力小，随着混凝土结构设计标准的不断提高，加上地下建筑物越来越多，也越来越深，对混凝土材料的抗渗要求也越来越高，因而过去用的抗渗密封方式已满足不了要求，P10以上的试件常因密封材料的问题，在抗渗试验加压至高压时出现了密封材料层的渗漏，而不能反映混凝土的抗渗指标，导致了实验失败。

我单位研制出了一种大型抗渗试验装置,并利用该装置完成了某地地铁工程抗渗试验任务, 初步获得成功，以我单位研制的大型抗渗试验装置为例，现有抗渗试验装置有以下不足有待改进完善：（1）密封方式，采用了热密封法，即使用凡士林、石蜡聚合物为密封材料，选用了10kW大型加热器预热试件套模进行密封，虽然成功实现了大型混凝土试件抗渗试验密封，但从时间来看，加热、脱模比较费时，下一次试验时又需加热熔化，整个过程耗时较长、成本较大；从难易程度上看，加热试模需要非常细心，特别是需要掌握好温度，这一过程试验人员不易控制，容易造成密封不好、重复性差；从环境卫生来看，熔化的石蜡不但难闻而且对人体也有害，环境卫生较差，从抗渗等级上看，高抗渗等级难以满足；（2）入模脱模一体化，由于试件尺寸大，约0.8m³，重量达1.9t，套模重达0.6～0.8t，采用了起重设备进行了抗渗试件吊装，在抗渗装置旋转吊装、翻板卸料转运一体化方面考虑不足；（3）试件数量，仅设计了一个套模，抗渗试验耗时非常长，另外造成数据离散，在数据取值方面不尽合理；（4）车载移动化，该装置在进行试验时需要将试件运回单位，远途运输容易造成试件缺损，质量难以保证，另外无法前往工程实际现场进行试验；（5）试件套模外型，装置的试件套模为四角局部加强的方型幂结构型式，分高度330mm与470mm两节，底部为有集水的带勒底板，上下两节套模与底板之间均由螺栓连接，采用简易的钢板焊接构造，整体造型为圆柱体，增加了密封难度；（6）自动控压方面，由于未配加压自动控制装置加压精度有待提高；（7）智能化方面，国内市面上提供的混凝土抗渗仪，大多仍是传统的自动加压，手工加水与数据记录模式，即试验期间需要有人值班，靠人工抄录抗渗试验数据，人工编制抗渗检测报告，人工判断工位渗水和人工关闭渗水工位的水阀，整个流程非常繁琐和辛劳，极易因为疏忽导致数据错乱而影响试验结果。

因此，针对现有水泥混凝土抗渗试验过程复杂、试件密封困难、试验成功率不高、试验结果误差大、自动化不足等问题，在保持大型抗渗装置的试验机理基本不变的前提下，通过不断改进和总结，优化创新抗渗装置及其试验操作，提出通过混凝土试件大尺寸、高压、车载移动式、密封可靠、远程监控等关键措施，提高抗渗试验的成功率、精准率和可靠性。

技术实现要素：

为了解决背景技术中问题，本实用新型提出一种移动式大型特种抗渗试验装置，每次同时制作六个试件，试件制好后不与模具脱离，养护完成进行渗透试验，程序简化、省去二次密封、结果可靠，并实现车载、远程监控，省力便捷。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用如下所述的技术方案：

一种移动式大型特种抗渗试验装置，包括固定在底座上的控制台、恒压无塔供水器、水箱、储水稳压罐、试件套模，在底座右侧前后平行设置有两组工作区，每组工作区均包含由左向右排列的四个工位，位于后端的四个工位上均设置有试件套模，位于前端的四个工位上设置有两个试件套模和两个翻板卸料装置，并且两个试件套模分别位于最左侧和最右侧，两个翻板卸料装置位于两个试件套模之间，在位于两组工作区左侧的四个工位之间和右侧的四个工位之间均分别设有旋转吊起装置；控制台、恒压无塔供水器左右并排设置在底座左侧前端，水箱设置在底座左侧后端，六个储水稳压罐前后并列设在恒压无塔供水器的右侧，恒压无塔供水器与最前端的储水稳压罐左右并排设置，水箱的出水口通过管道与恒压无塔供水器进水口连接，恒压无塔供水器的出水口通过管道分别与六个储水稳压罐的进水口连接，六个储水稳压罐的出水口分别与六个试件套模底部设置的三通连接。

所述移动式大型特种抗渗试验装置，旋转吊起装置包括下部立柱、上部立柱、回转套、起吊葫芦、横臂，下部立柱下端通过螺栓固定在底座上，下部立柱上端与上部立柱下端铰接，并且上部立柱能够在竖直平面内转动90度，在下部立柱上设置有用于限制上部立柱转动的限位挡块，在上部立柱的上端端部套设有回转套，且回转套能够以上部立柱为轴在水平面内做360度转动，在回转套的侧面上连接有横臂，在横臂上设有起吊葫芦。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，试件套模包括套模底座、套模本体、活动底板、法兰，套模本体呈上下端敞口的中空锥台状，在套模本体的上下端口处分别有上口沿和下口沿，所述下口沿与套模底座通过螺栓固定连接，所述上口沿与法兰通过螺栓连接，在法兰上设有伸入套模本体内部的预埋螺栓，活动底板吻合设置在套模本体的下端口处，在套模底座中部均设有三通，三通的一个端口与套模本体的空腔联通，三通通过管道与储水稳压罐的出水口连接。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，翻板卸料装置包括两个支架、转轴、支座和翻板，转轴的两端分别与两个支架对应枢接，翻板通过底部设置的两个轴套与转轴固定连接，在翻板与底座之间设置有支座。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，转轴位于翻板中心轴线的左侧，所述支座位于翻板中心轴线的右侧。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，在水箱上还设有自动补水装置，自动补水装置包含水箱壁上设有低水位开关、高水位开关、补水状态指示灯和补水泵，低水位开关设置于水箱内壁的低水位处，高水位开关设置于水箱内壁的高水位处，低水位开关电连接有低水位继电器，高水位开关电连接有高水位继电器，控制台的水箱控制单元的输入端分别与低水位继电器和高水位继电器电连接，水箱控制单元的输出端分别与补水状态指示灯和补水泵电连接，所述补水状态指示灯包含自动补水运行指示灯和自动补水停止指示等，低水位开关电连接低水位继电器的常开触点，高水位开关电连接高水位继电器的常开触点，补水泵通过接触器连接于低水位继电器的常开触点和高水位继电器的常开触点的串联电路上，补水状态指示灯的自动补水运行指示灯和自动停水指示灯通过水箱控制单元分别连接于与低水位开关和高水位开关相连的继电器的常开触点和常闭触点上。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，在储水稳压罐上还设有放气口，在储水稳压罐的进水口、出水口、放气口均设置电磁阀。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，在位于两组工作区最左侧的试件套模之间和最右侧的试件套模之间分别设置有旋转立柱，在位于后端工作区中间的两个试件套模之间设置有旋转立柱，在旋转立柱上端均分别设有上下两个旋转臂，在两个旋转臂上均连接试件透水检测、监控设备。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，底座设置在可行走的车体上。

由于采用了以上技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

1.采用喷射大板混凝土模的成型方法,保证试件材料特性更接近于大面积喷射混凝土的实际情况，并且同时制作六个试件，有效降低试验误差，提高试验结果的准确性；

2.在试件套模底部设置三通，试件制作后与传统方法最大的不同是试件不与模具脱离，直接养护，养护完成后，连同试件模具一同吊起，拆除底部活动底板，将试件重新复位固定，即可进行水压渗透试验，省去了二次密封的麻烦，简化程序；

3.试验装置采用组合设计，固定在底座上，可整体吊装在运输车上，方便的运输到施工现场，更能模拟现场喷射混凝土的抗渗效果；

4.试验用水水位补给自动化，渗透过程实现远程监控、数据信息在线采集，节省人力物力。

附图说明

图1本实用新型侧视示意图；

图2本实用新型的俯视图；

图3本实用新型中旋转吊起装置的结构示意图；

图4本实用新型中试件套模的结构示意图；

图5本实用新型中翻板卸料装置的结构示意图；

图6本实用新型中翻板卸料装置的翻转状态示意图；

图中：1、底座；2、控制台；3、恒压无塔供水器；4、水箱；5、储水稳压罐；6、试件套模；6.1、套模底座；6.2、套模本体；6.3、活动底板；6.4、法兰；6.5、顶杆；6.6、预埋螺栓；7、旋转立柱；8、旋转吊起装置；8.1、下部立柱；8.2、起吊葫芦；8.3、回转套；8.4、拉杆；8.5、横臂；8.6、上部立柱；8.7、限位挡块；9、翻板卸料装置；9.1、翻板；9.2、轴套；9.3、支座；9.4、转轴；9.5、支架；9.6、溜杆支台；9.7、溜杆；10、清洗喷枪。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本实用新型，公开本实用新型的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

结合附图1、2所述的一种移动式大型特种抗渗试验装置，包括固定在底座1上的控制台2、恒压无塔供水器3、水箱4、储水稳压罐5、试件套模6，控制台2采用PLC进行程序控制、数据保存和数据外传，实现现场检测过程的无人监管, 所述控制台2包括水箱4控制单元、试件套模6控制单元，在底座1右侧前后平行设置有两组工作区，每组工作区均包含由左向右排列的四个工位，位于后端的四个工位上均设置有试件套模6，位于前端的四个工位上设置有两个试件套模6和两个翻板卸料装置9，并且两个试件套模6分别位于最左侧和最右侧，两个翻板卸料装置9位于两个试件套模6之间，在位于两组工作区左侧的四个工位之间和右侧的四个工位之间均分别设有旋转吊起装置8，控制台2、恒压无塔供水器3左右并排设置在底座1左侧前端，水箱4设置在底座1左侧后端，六个储水稳压罐5前后并列设在恒压无塔供水器3的右侧，恒压无塔供水器3与最前端的储水稳压罐5左右并排设置，水箱4的出水口通过管道与恒压无塔供水器3进水口连接，恒压无塔供水器3的出水口通过管道分别与六个储水稳压罐5的进水口连接，六个储水稳压罐5的出水口分别与六个试件套模6底部设置的三通连接。

结合附图3，旋转吊起装置8包括下部立柱8.1、上部立柱8.6、回转套8.3、起吊葫芦8.2、横臂8.5，下部立柱8.1下端通过螺栓固定在底座1上，下部立柱8.1的上端与上部立柱8.6下端铰接，并且上部立柱8.6能够在竖直平面内转动90度，在下部立柱8.1上设置有用于限制上部立柱8.6转动的限位挡块8.7，在上部立柱8.6的上端端部套设有回转套8.3，且回转套8.3能够以上部立柱为轴在水平面内做360度转动，在回转套8.3的侧面上连接有横臂8.5，在横臂8.5上设有起吊葫芦8.2，在横臂8.5和回转套8.3之间设有斜拉的拉杆8.4，拉杆8.4一端与回转套8.3的上端连接，拉杆8.4的另一端与横臂8.5的中部连接。

所述旋转吊起装置8，在上部立柱8.6下端端部和下部立柱8.1上端端部均设有连接法兰，连接法兰的一侧铰接固定，连接法兰的另一侧通过螺栓固定，需要将上部立柱8.6放下折叠时，先松开上部立柱8.6和下部立柱8.1之间连接法兰上的固定螺栓，上部立柱8.6在竖直平面内转动90度，在下部立柱8.1上设置有用于限制上部立柱8.6转动的限位挡块8.7，上部立柱8.6转动到水平位置后不能继续转动。

结合附图3，当需要通过旋转吊起装置8吊起并旋转试件或套模本体6.2时，利用回转套8.3能够以上部立柱8.6为轴在水平面内做360度转动，先使用起吊葫芦8.2吊起试件或套模本体6.2，拉动起吊葫芦8.2的拉绳转动至目标位置上方然后缓慢放下试件；在运输中旋转吊起装置8高度超限时，利用下部立柱8.1上端端部与上部立柱8.6下端铰接，上部立柱8.6在竖直平面内转动90度至水平位置与下部立柱8.1垂直，在下部立柱8.1上设置有用于限制上部立柱8.6继续转动的限位挡块8.7，下部立柱8.1和上部立柱8.6折叠固定，便于运输。

结合图4，试件套模6包括套模底座6.1、套模本体6.2、活动底板6.3、法兰6.4，套模本体6.2呈上下端敞口的中空锥台状，在套模本体6.2的上下端口处分别有上口沿和下口沿，所述下口沿与套模底座6.1之间通过螺栓固定连接，所述上口沿与法兰6.4通过螺栓连接，在法兰6.4上设有伸入套模本体内部的预埋螺栓6.6，活动底板6.3吻合设置在套模本体6.2的下端口处，在套模底座6.1中部均设有三通，三通的一个端口与套模本体6.2的空腔联通，三通通过管道与储水稳压罐5的出水口连接。

结合图4，试件套模6用于试件成型，活动底板6.3用于为试件试压时留下空间，当试件养护完成后，松开套模本体6.2下口沿与套模底座6.1之间的连接螺栓，同时试件中的预埋螺栓6.6与法兰6.4紧固，利用旋转吊起装置8起吊试件后，拆除活动底板6.3，然后将套模本体6.2送至原位并固定，这样就留下了进水试压空间，在法兰6.4上沿圆周设置有若干孔，孔中穿设有顶杆6.5，当试件脱模不好时，可旋压法兰6.4上设置的顶杆6.5使试件脱离套模本体6.2。

套模本体6.2分为二种形式，一种是套模本体6.2的内壁粘贴衬胶，另一种是套模本体6.2内壁不粘贴衬胶。

结合附图5，翻板卸料装置9包括两个支架9.5、转轴9.4、支座9.3和翻板9.1，转轴9.4两端分别与两个支架9.5对应枢接，翻板9.1通过底部设置的两个轴套9.2与转轴9.4固定连接，在翻板9.1与底座1之间设置有支座9.3，转轴9.4位于翻板9.1中心轴线的左侧，所述支座9.3位于翻板9.1中心轴线的右侧，便于平稳放置试件或临时放置套模本体6.2，在底座1上设有两个溜杆支台9.6，溜杆支台9.6的高度低于支座9.3，两个溜杆支台9.6上均铰接有溜杆9.7。

结合附图5，当需要卸下或转运试样时，装上溜杆9.7，溜杆9.7一端铰接在溜杆支台9.6上并靠近翻板9.1，溜杆9.7另一端斜放在地面或转运工具上，撬动翻板9.1，翻板9.1以转轴9.4为轴转动一定角度，翻板9.1向溜杆支台9.6倾斜一定角度，试件即可从翻板9.1滑到溜杆9.7上并顺溜杆9.7滑下，在没有起吊装置的场合，亦可卸下试件。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，在水箱4上还设有自动补水装置，自动补水装置包含水箱壁上设有低水位开关、高水位开关、补水状态指示灯和补水泵，低水位开关设置于水箱内壁的低水位处，高水位开关设置于水箱内壁的高水位处，低水位开关电连接有低水位继电器，高水位开关电连接有高水位继电器，控制台2的水箱4控制单元的输入端分别与低水位继电器和高水位继电器电连接，水箱4控制单元的输出端分别与补水状态指示灯和补水泵电连接，所述补水状态指示灯包含自动补水运行指示灯和自动补水停止指示等，低水位开关电连接低水位继电器的常开触点，高水位开关电连接高水位继电器的常开触点，补水泵通过接触器连接于低水位继电器的常开触点和高水位继电器的常开触点的串联电路上，补水状态指示灯的自动补水运行指示灯和自动停水指示灯通过水箱4控制单元分别连接于与低水位开关和高水位开关相连的继电器的常开触点和常闭触点上。

当水箱4中水位到达低水位时，低水位开关将检测到信号通过低水位继电器传入到控制台2的水箱4控制单元中，水箱4控制单元通过继电器组的逻辑电路控制自动补水运行指示灯亮起同时补水泵启动，水箱中水位到达高水位时，高水位开关将检测到信号通过高水位继电器传入到控制台2的水箱4控制单元中，水箱4控制单元通过继电器组的逻辑电路控制指示灯亮起同时补水泵停止供水。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，在储水稳压罐5上还设有放气口，在储水稳压罐5的进水口、出水口、放气口均设置电磁阀。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，在位于两组工作区最左侧的试件套模6之间和最右侧的试件套模6之间分别设置有旋转立柱7，在位于后端工作区中间的两个试件套模6之间设置有旋转立柱7，在旋转立柱7上端均设有上下两个旋转臂，在两个旋转臂上均连接试件透水检测、监控设备，检测、监控设备一一对应在线检测、监控每个试件养护、渗透状况，并记录数据将数据传输到控制台2中试件套模6控制单元，试件套模6控制单元可以通过无线传输方式将数据发送到用户手机上，通过手机即可实现远程监控，每个旋转立柱7可监控两个试件。

所述的移动式大型特种抗渗试验装置，底座1设置在可行走的车体上，方便抗渗试验装置的转运，在底座1设有与储水稳压罐5并排的清洗喷枪10，利用恒压无塔供水器3中的水，可方便的对试验后的套模本体6.2和现场进行清洗。

本实用新型的使用方法如下：

先调试好恒压无塔供水器3、水箱4、储水稳压罐5的水位水压，同时调试好控制台2的相关参数，然后向六个套模本体6.2中均喷射混凝土制备六个喷射混凝土试件，试件制备完成后直接进行养护，当试件养护完成后，松开套模本体6.2下口沿与套模底座6.1之间的链接螺栓，同时试件中的预埋螺栓6.6与法兰6.4紧固，防止试件与套模6.2脱离，利用旋转吊起装置8将套模本体6.2连同试件一起吊起，起吊后，拆除活动底板6.3，然后回落到原位固定，这样就留下了进水试压空间，即可进行抗渗透试验,采用现有的抗渗透测试方法，利用旋转立柱7上透水检测、监控设备在线检测、监控每个试件渗透状况，记录数据并将数据传输到控制台2中试件套模6控制单元，试件套模6控制单元可以通过无线传输方式将数据发送到用户手机上，通过手机即可实现远程监控，试验完成后，松开预埋螺栓6.6和法兰6.4之间的连接螺栓，试件脱离套模本体6.2，当试件脱模不好时，可旋压法兰6.4上设置的顶杆6.5，使试件脱离套模本体6.2，利用旋转吊起装置8先起吊套模本体6.2叠放在其它套模上或起吊试件到翻板装置9的翻板9.1上，最后撬动翻板9.1，试件即可从翻板9.1滑到溜杆9.7上并顺溜杆9.7滑下，利用翻板装置9将试件移送到地面或转运工具上，在没有起吊装置的场合，亦可卸下试件。

本实用新型未详述部分为现有技术。