一种混凝土抗渗试验方法及其试验装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种混凝土抗渗试验方法及其试验装置，试验方法是将预埋引压管一端通过浇筑与混凝土试样一体固连，另一端连接水管，压力水通过预埋引压管进入试验混凝土内，当有水从混凝土试件的周围渗透出来，此时水管的水压即为试验的压力值。本发明还涉及混凝土抗渗试验装置。采用本发明方法和装置进行混凝土试样抗渗试验，试样无需密封，解决了混凝土试样抗渗试验时试样与机架试模之间密封困难的问题，提高了抗渗试验的成功率，简化了操作流程，缩短了试验时间，渗水路径反映直观，提高了抗渗试验仪在工程上的实用性。
【专利说明】
一种混凝土抗渗试验方法及其试验装置
技术领域
[0001]本发明涉及混凝土抗渗性能的检测方法和检测装置，具体是一种混凝土抗渗检测方法及其检测装置。
【背景技术】
[0002]抗渗混凝土广泛用于水工建筑、水下、水中、地下和其它有抗渗要求的建筑工程(如大坝混凝土、隧道支护混凝土、地铁支护混凝土等等)。
[0003]现有混凝土抗渗仪的结构及工作原理:
[0004]如现有HP-4.0型混凝土抗渗仪，是利用密封容器与其连通连接的管路系统各处的压强相等原理(水头疏忽不计)，以水栗施压，并通过智能数控表保持压力在规定的范围内来进行试验的检测装置。主要由机架试模、分离器、水栗、蓄水罐和电气控制装置组成。
[0005]机架试模:机架采用型钢焊接而成的，上面铺上1.5mm厚的钢板托盘，MlO的螺栓将试模座托盘固定在机架上，采用六个试模，试模与试模之间通过M12的螺栓相连接，中间的“O”形橡胶圈起密封作用，试样封装在试模之中，并用专用内六方扳手紧固。
[0006]分离器:分离器是将阀门和一个回水阀门集中安放在仪器前面，主要是控制六个试样水路的通或截止，回水阀门用以减压。
[0007]水栗:水栗以90W电动机为动力源，通过两极齿轮变速，带动偏心轴旋转，然后再通过导柱和连杆驱使柱塞作往复运动进行工作。由于水栗的流量很小，因此可近似地认为供给试样的水压为静态。
[0008]蓄水罐:蓄水罐是贮水的容器，并起压力水的减缓冲击作用，检测前通过注水咀将水注入蓄水罐中，试验完毕后，将罐内水通过放水咀放尽。
[0009]电气控制仪表:用于控制水栗加压。
[0010]试验步骤是:
[0011 ] 1、试样成形养护:根据设计要求的材料配比，用成形模(亦称副模，规格大小与机架试模相同)制作成形，然后按规范进行养护；
[0012]2、加热:在试验的前一天将试样从养护室中取出，与试模一起加热到40°C左右，并将封闭用的蜡加热到完全融化，然后将试样圆周在溶液中滚一周(试样两端面严禁有蜡)，将沾有蜡的试样用压力机压入试模；
[0013]3、灌水:将注水咀的螺帽拧下，同时打开各个阀门，把漏斗置于注水咀上，灌水于蓄水罐，待其灌满，并要求试模底盘内也充满水(作用在于排除管路系统内的空气)这时可将六个通向试模的阀门关上；
[0014]4、安装试模:把装封好试样的试模，可靠地固装在试验台上；
[0015]5、试验:按新规范24小时完毕，例如:工程要求试块加压0.8MPa，下限设定为
0.6MPa，恒压8小时后下限自动升压为0.7MPa，再恒压8小时，下限自动升压为0.8MPa，8小时后完毕。当六个试样的端面有三个呈现有压力水渗透出来时，记下此时的水压作为试验的压力值。
[0016]目前，抗渗混凝土抗渗性能的检测依据是《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB-T50082-2009)，虽然相关规范已经实施多年，但是检测抗渗混凝土的抗渗性能仍然是一大难题，检测混凝土抗渗性能难度大，耗费时间长，成功率不高。
[0017]现有混凝土抗渗仪的主要问题有:
[0018]1、由于机架试模与试样之间密封时间长，密封过程复杂，密封十分困难，因此不能保证检测时试样与机架试模之间完全密封，致使试验时压力水可能从试样与机架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。
[0019]2、由于在试验过程中或试验完成后对于压力水在试样中渗透路迳(现有渗透仪不排除水从密封层上端靠近试样顶面，从薄弱混凝土层渗透至混凝土表面的虚假渗透现象)的观察困难，需要将试样从机架试模中取出，并放在压力机上把试样均匀劈成两半后观察压力水在试样中渗透的路径，整个过程操作复杂，由此增大了试验的操作难度，劈开试样过程中易损坏试样。
[0020]3、由于试验过程中需要等到第三个试样端面出现渗水时才能终止试验，终止试验的渗水可能因机架试模与试样之间的间歇密封效果差，形成渗水通道和试样顶端面局部混凝土蜂窝麻面等病因耦合，出现渗水假象，由此导致抗渗试验结果失真。
[0021]为了解决密封问题，申请号为201510332201.6的中国专利“密封渗透装置及采用密封装置的全自动混凝土抗渗仪”中公开了一种密封渗透装置，包括密封底座、与混凝土试样形状相适配的密封套筒，密封底座上设置第一锁紧结构及密封套筒的下端也设置与第一锁紧结构相配合的第二锁紧结构，在密封套筒扣在密封底座上时，通过第一锁紧结构、第二锁紧结构的配合实现密封套筒与密封底座的锁紧。但该密封渗透装置仍然沿用传统的试验方式，将混凝土试样从外部包围，采用密封套筒、密封底座以及锁紧结构锁紧。但此装置结构复杂而密封可靠性并不确定。
[0022]基于上述现有技术的状况，为了解决压力水的渗透问题，需要对现有抗渗性试验仪进行优化和改进。
【发明内容】
[0023]本发明的目的在于:提供一种无需密封、操作简单，能提高试验成功率的混凝土抗渗试验方法及其试验装置。
[0024]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0025]一种混凝土抗渗试验方法的具体步骤如下:
[0026]步骤一:试件成形
[0027]预埋引压管一端放置在成形模里；将试验的混凝土浇筑在成形模内，预埋引压管另一端从浇筑的混凝土上端引出；养护后，去掉成形模，预埋引压管与混凝土构成一体，形成混凝土试件；
[0028]步骤二:安装试件
[0029]从混凝土引出的预埋引压管的另一端与水管连接；
[0030]通过步骤
[0031]步骤三:试验
[0032]打开水管阀门，压力水通过预埋引压管进入试验混凝土内，当有水从混凝土试件的周围渗透出来，此时水管的水压即为试验的压力值。
[0033]本发明的混凝土抗渗试验方法在保持现有规范《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB-T50082-2009)有关抗渗试验的本质，试验机理不发生实质性改变的前提下，打破传统的试验方式，采用全新的试验思路。由于混凝土试件具有良好的密封性，从而无需对混凝土试样加热、封蜡，省略了试模与试样的密封程序，充分避免了由于渗透过程中压力水不能轻易竖向渗透出混凝土试样并因此从混凝土试样与机架试模之间的密封区域空隙进入顶部，造成试验失败的偶然性。
[0034]本发明试验方法操作简单，压力水顺着预埋引压管进入混凝土试样中，由于与试样良好的气密性，因而无需密封，当观察混凝土试样的周围出现渗透水时，记下此时的水压，即为试验的压力值，提高了试验成功率且渗水路径反映直观。本发明为保证试验的稳定性，较佳方法是将三个本发明方法制备的混凝土试件的预埋引压管的另一端分别通过阀门与水管连接;打开3个水管阀门，压力水通过预埋引压管分别进入试验混凝土内，当有水从2个混凝土试件的周围渗透出来，此时水管的水压即为试验的压力值。本发明所需要的混凝土试样数量较以往减少了二分之一，节约试验时间。
[0035]观察混凝土试样的周围，当混凝土试样中有两个出现压力水渗透出来时，记下此时的水压，即为试验的压力值，
[0036]本发明方法更进一步的改进是，上述步骤一，预埋引压管放置在成形模内的一端呈漏斗状，漏斗敞口下端预先用试验用混凝土封闭。
[0037]上述混凝土试样中设有漏斗形的预埋引压管，可以最大程度保证压力水能在混凝土试样中得到均匀扩散，保证压力水能均匀渗透试样。预先将试验用混凝土凝固封闭漏斗敞口，可以避免预埋引压管在浇筑时，浇筑的混凝土通过漏斗敞口端进入预埋引压管内，将管径堵死，压力水无法通过预埋弓I压管进入混凝土试样，造成试验失效。
[0038]本发明方法更进一步的改进是，上述步骤二，将混凝土试件倒置固定在放置有临时蓄水槽的工作台上，预埋引压管另一端向下依次穿过临时蓄水槽和工作台后，连接水管。
[0039]临时蓄水槽用于收集试验时从混凝土试件周围渗透出来的水，可以保持工作台清洁、整洁和提尚安全性。
[0040]通过本发明上述方法步骤所制得的混凝土抗渗试验装置，包括预埋引压管一端通过浇筑与混凝土试样一体固连构成混凝土试件;预埋引压管另一端与水管连接。较佳的方式是所述预埋引压管与混凝土试样一体固连的一端位于混凝土试样的芯部。
[0041]更进一步的改进是，抗渗试验装置还包括放置在工作台上的临时蓄水槽;所述混凝土试件与工作台(或工作架)固连，且所述预埋引压管另一端向下依次穿过临时蓄水槽和工作台后，连接水管。试验时，水压冲击力较大，将试件固定，有利于试验顺利进行，且更安全。较佳结构是预埋引压管另一端向下依次穿过临时蓄水槽和工作台后，预埋引压管的引出端上部通过紧固件与工作台固连，引出端下部连接水管。
[0042]更进一步的改进是，抗渗试验装置的预埋引压管浇筑在混凝土内的一端呈漏斗状，漏斗敞口上端面设置有预浇筑的实验用混凝土封闭层。上述封闭层较佳的结构是，先在漏斗敞口上端面设置有一层金属网，金属网上浇筑试验用混凝土砂浆隔膜。可以避免在浇筑试验用混凝土砂浆隔膜时，砂浆进入漏斗内，阻塞管道。
[0043]更进一步的改进是:上述装置中，所述预埋引压管最小孔径(即中心通水孔)为Φ 2?4mm，通水孔用于引导水流，形成通道，由于Φ 2?4mm孔径比较小，水的流量很小，可近似地认为试件的水压为静态。
[0044]更进一步的改进是:上述装置中，所述试验用混凝土为Φ 300mm*300mm的圆柱体，所述预埋引压管长度为200mm，预埋引压管的一端插入混凝土的长度为150mm，漏斗敞口直径为Φ 60mm，封闭层厚度为10mm。
[0045]上述结构，使得试样芯部(即试验压力水出口处)到四周的深度都为150mm，符合抗渗试验规定，同时保证了压力水在试样内的均匀扩散。试验时更便于观察压力水的渗透路径，当观察到试件周围有一处有压力水渗出即可关闭水管的阀门。
[0046]本发明的混凝土抗渗试验方法和装置，提高了抗渗试验的成功率和抗渗试验仪在工程上的实用性。
[0047]本发明省略了现有抗渗仪机架试模之间空隙采用石蜡密封和现有抗渗仪十分复杂的密封装置。解决了混凝土抗渗试验时混凝土试件与机架试模之间密封困难的问题，提高了抗渗试验的成功率和抗渗试验仪在工程上的实用性；由于无需密封，节省了密封材料，试验步骤更加简单，大大简化了操作流程，试验采用的试样大大减少，缩短了试验时间和节省了试验成本;能够直接观察混凝土试件的渗水情况，渗水路径反映直观；由于混凝土试件设有预埋引压管，预埋引压管另一端既通过直接与水管相连作为压力水的进入混凝土试样芯部的通道，又可以穿过工作台面的预留孔，将混凝土试样与工作台面固连，使混凝土试样固定在试验机上的操作更简洁更方便，并且混凝土试样的固定不用外壳，降低了试验仪器的造价，节约了试验成本。
【附图说明】
[0048]图1是本发明实施例1的结构示意图。
[0049]图2是图1的俯视图。
[0050]图3是图1的仰视透视图。
[0051]图4是本发明的预埋引压管的结构示意图。
[0052]图5是本发明的试件浇筑成型工装示意图。
[0053]图6是图5的俯视图。
[0054]图7是图5的仰视图。
[0055]图中:1、混凝土试样;2、预埋引压管;3、临时蓄水槽;4、工作台；5、紧固件;6、敞口；
7、直筒圆管;8、砂浆隔膜;9、金属网；10、连接螺栓；11、预埋引压管内孔；12、预埋引压管打磨段;13、螺栓;14、试件成形模;15、试件成形模底座;16、钢片；17、螺丝;18、螺丝孔
【具体实施方式】
[0056]以下结合附图对本发明作进一步描述:
[0057]如图1?7所示，本发明试验方法的具体步骤如下:
[0058]步骤一:试件成形养护
[0059]1、准备预埋引压管:
[0060]预埋引压管2结构如图4所示，预埋引压管总长200mm，呈漏斗形状，由漏斗敞口 6与直筒圆管7组成，敞口6与直筒圆管7通过连接螺栓10连接或直接焊接连接。直筒圆管7的直径Φ 20mm，长180mm，中间有孔，孔径Φ 2?4mm，用于引导水流，在直筒圆管下端20mm处的外壁有1mm的打磨段12，即将直筒圆管7打磨扁平，便于扳手嵌夹固定或旋转调节。漏斗敞口高度20mm，开口为60mm，有利于扩大渗透面积，形状可为锥形或圆柱形或方形。为了防止制备混凝土试件时，浇筑的混凝土浆液漏入漏斗敞口 6内堵塞预埋引压管内孔2，在漏斗敞口上覆盖一层金属网9，再在上面用试验用同配比的混凝土预先浇筑一层1mm的砂浆隔膜8，凝固后将敞口封闭。
[0061 ] 2、准备成形模14:
[0062]如图5?图7所示，成形模14包括一个圆筒形的组合腔体，组合腔体(便于拆卸)内径规格为Φ 300X300mm，组合腔体模板的厚度均为10mm。成形模底座15的直径Φ 360mm，通过穿过螺丝孔18的螺丝17与组合腔体固连。组合腔体上端开口处配有一条宽Imm的钢片16，钢片16的两端用螺栓13与组合腔体固定。钢片16的正中开有小孔。
[0063]3、将制备好的预埋引压管2的漏斗敞口一端如图5所示倒插在试件成形模14里。预埋引压管的直筒圆管从如图6所示的成形模上端的钢片16的中间孔中穿出，用螺栓5与钢片固定。使预埋引压管2预埋进混凝土时位置准确，且在浇筑时不会移动。
[0064]3、将试验的混凝土浇筑在成形模内，削平成形，然后按规范放入标准养护水池养护28天，脱模;混凝土试样的规格为Φ 300mm*300mm的圆柱体，预埋引压管一端紧固在混凝土试样内，预埋深度为150mm，预埋引压管的直筒圆管的一端从混凝土试样上端引出。预埋引压管与试验用混凝土 (混凝土试样)构成一体，制成混凝土试件I。
[0065]4、按照上述1-3步骤，获得3个混凝土试件。
[0066]步骤二:制备混凝土抗渗试验装置
[0067]1、将3个混凝土试件I倒置在放有临时蓄水槽3的工作台4上，3个预埋引压管的直筒圆管引出端向下依次穿过临时蓄水槽和工作台，直筒圆管引出端通过紧固件5将混凝土试件与工作台分别固连，并分别连接水管。
[0068]2、步骤三:试验
[0069]1、打开3个水管的阀门，压力水分别通过预埋引压管进入3个混凝土试样内；
[0070]2、按新规范24小时试验完毕，例如:工程要求试样加压0.8MPa，下限设定为0.6MPa恒压8小时后下限自动升压为0.7MPa，再恒压8小时，下限自动升压为0.8MPa，8小时后完毕。
[0071]3、在试验过程中，观察混凝土试样的周围，当有两个出现压力水渗透出来时，记下此时的水压，即为试验的压力值。
[0072]本发明试验装置还包括现有技术的分离器、水栗、蓄水罐、电气控制仪表，图中未示出。
[0073]本发明在保证压力水能均匀渗透的同时，解决了试验时的气密性问题，观察压力水的渗透路径上简单直观;提高了抗渗试验的成功率和抗渗试验仪在工程上的实用性。
[0074]上述【具体实施方式】仅用以解释本发明，并不用于局限本发明。在不背离权利要求书中所阐述的本发明的情况下，可对【具体实施方式】作出变更和改变。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种混凝土抗渗试验方法，其特征在于:所述试验方法的具体步骤如下: 步骤一:试件成形 预埋引压管一端放置在成形模里；将试验的混凝土浇筑在成形模内，预埋引压管另一端从浇筑的混凝土上端引出；养护后，去掉成形模，预埋引压管与混凝土构成一体，形成混凝土试件； 步骤二:安装试件 从混凝土引出的预埋引压管的另一端与水管连接； 步骤三:试验 打开水管阀门，压力水通过预埋引压管进入试验混凝土内，当有水从混凝土试件的周围渗透出来，此时水管的水压即为试验的压力值。2.按照权利要求1所述的混凝土抗渗试验方法，其特征在于:所述步骤一:预埋引压管放置在成形模内的一端呈漏斗状，漏斗敞口下端预先用试验用混凝土封闭。3.按照权利要求1或2所述的混凝土抗渗试验方法，其特征在于:所述步骤二: 将混凝土试件倒置固定在放置有临时蓄水槽的工作台上，预埋引压管另一端向下依次穿过临时蓄水槽和工作台后，连接水管。4.按照权利要求3所述的混凝土抗渗试验方法，其特征在于: 将按照步骤I方法制备的3个混凝土试件的预埋引压管的另一端分别通过阀门与水管连接;打开3个水管阀门，压力水通过预埋引压管进入试验混凝土内，当有水从2个混凝土试件的周围渗透出来，此时水管的水压即为试验的压力值。5.—种混凝土抗渗试验装置，其特征在于:预埋引压管一端通过浇筑与混凝土试样一体固连构成混凝土试件;预埋引压管另一端与水管连接。6.按照权利要求5所述的混凝土抗渗试验装置，其特征在于:还包括放置在工作台上的临时蓄水槽;所述混凝土试件与工作台固连，且所述预埋引压管另一端向下依次穿过临时蓄水槽和工作台后，连接水管。7.按照权利要求6所述的混凝土抗渗试验装置，其特征在于:所述的预埋引压管浇筑在混凝土内的一端呈漏斗状，漏斗敞口上端面设置有预浇筑的实验用混凝土封闭层。8.按照权利要求7所述的混凝土抗渗试验装置，其特征在于:所述混凝土封闭层替换为混合封闭层，包括漏斗敞口上端面设置的金属网以及金属网上部的预浇筑试验用混凝土砂浆隔膜。9.按照权利要求7-8任一权利要求所述的混凝土抗渗试验装置，其特征在于:所述预埋弓丨压管内孔孔径为Φ 2?4mm。10.按照权利要求9所述的混凝土抗渗试验装置，其特征在于:所述试验用混凝土为Φ300mm*300mm的圆柱体，所述预埋引压管长度为200mm，预埋引压管的一端插入混凝土的长度为150_，漏斗敞口直径为Φ 60_，封闭层厚度为10_。
【文档编号】G01N15/08GK105910970SQ201610223488
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月11日
【发明人】黄显彬
【申请人】黄显彬