一种混凝土抗渗试验装置的制作方法

本发明属于试验设备领域，具体涉及一种球型混凝土抗渗试验装置。

背景技术：

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。

现有混凝土抗渗仪的结构及工作原理：

现有mtsh-8.0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)，以水泵施压，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、水泵、蓄水罐和电气控制装置组成。

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，m10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。

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。

水泵：水泵以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。由于水泵的流量很小，因此可近似地认为供给试样的水压为静态。

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。

电气控制仪表：用于控制水泵加压。

中国发明专利cn201620299957.5公开的混凝土抗渗试验装置，包括混泥土试样和预埋引压管，预埋引压管一端通过浇筑固连混泥土试样芯部，另一端与水管连接。将水管中通入压力水，压力水通过预埋引压管进入混泥土试样内，进行试验。上述专利解决了混凝土抗渗试验时混凝土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和抗渗试验仪在工程上的实用性。但其仍存在下列问题：

1、混凝土试样体积、重量大意味着消耗更多的材料，试验成本高。mtsh-8.0圆柱体抗渗仪采用扩大头从中部渗水，无法保证渗水距离均为150mm，而最远距离甚至达到212.13mm，导致测出的水压值不够准确。同时圆柱体试件放置在工作台上，其下表面被遮挡，若试件从下表面渗水，则无法观察。

2、混凝土试样重量较大，达到50.87kg，将试件连同机架试模放置到抗渗仪台面上时有较大难度。因为圆柱体本身形状特点，不易找到合适受力点，依靠手与机架试模之间的摩擦力，往往需要3人同时搬运，降低了试验效率；在一定程度上还存在安全隐患；对于体积比较大的混凝土试块，脱模难度较大。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种球型混凝土抗渗试验装置。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种混凝土抗渗试验装置，包括球型混凝土试样和预埋引压管，预埋引压管一端通过浇筑与混凝土试样一体固连，另一端与水管连接。

本发明利用球体试件的特殊的几何特点，在满足相应规范前提下，显著减轻试件重量，达到脱模简单、质量轻，易搬运、省材料的效果。同时，相较于圆柱体，球体可以在整个表面观察试验现象，这样更利于试验结果的准确性。

作为优选，上述混凝土抗渗试验装置还包括放置混凝土试样的工作台，所述混凝土试样两侧设有智能报警测温仪，智能报警测温仪固连于工作台上部，混凝土试样表面设有生石灰层。

实验中，从混凝土试样渗透出来的水与生石灰层接触，所产生热量被测温仪检测到，并提示试验人员该混凝土试样试验完成，记录水压。使试验人员无需实时对混凝土试样进行观察。

进一步优选，所述预埋引压管一端固连于混凝土试样的芯部。保证渗水距离均匀，测试结果准确。

更进一步优选，所述工作台与混凝土试样之间还设有蓄水槽。蓄水槽用于收集试验时从混凝土试样周围渗透出来的水，可以保持工作台清洁、整洁和提高安全性。

更进一步优选，所述预埋引压管引出端向下依次穿过对应的蓄水槽和工作台后，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。引出端不仅通过直接与水管相连作为压力水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机架试模外壳，降低了试验仪器的造价，节约了试验成本。

更进一步优选，所述预埋引压管浇筑在混凝土试样内的端面设置有预浇筑的与混凝土试样同配比的砂浆封闭层。

更进一步优选，所述预埋引压管浇筑在混凝土试样内的一端呈漏斗状，漏斗敞口上端面设置有预浇筑的与混凝土试样同配比的砂浆封闭层。

上述砂浆封闭层较佳的结构是混合封闭层，即先在漏斗敞口上端面设置有一层金属网，金属网上预浇筑与混凝土试样同配比的砂浆隔膜。漏斗敞口可以最大程度保证压力水进入混凝土试样芯部后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。

更进一步优选，所述砂浆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与混凝土试样同配比的砂浆隔膜。

采用封闭层结构，可以避免在预埋引压管通过浇筑与混凝土试样固连一体时，浇筑的混凝土水泥浆通过预埋引压管的埋入端(如漏斗敞口)进入预埋引压管内，阻塞内孔通道。增加金属网模，可以避免在预浇筑混凝土砂浆封闭层时，预浇筑的混凝土进入预埋引压管内，堵塞预埋引压管内孔。

本发明具有以下优点：

本发明利用球体试件的特殊的几何特点，在满足相应规范前提下，使试件质量减轻30％的重量，由50.87kg减轻到35kg；同时达到脱模简单、质量轻，易搬运、省材料、便于全方位观察渗水点的效果，从而提高试验的效果和经济效益。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图。

图2是图1中混凝土试样采用球形模具浇筑的结构示意图。

图3是图2中组合腔体的结构示意图。

图4是图3的仰视图。

图5是实施例2的结构示意图。

附图标记：1混凝土试样，2预埋引压管，3紧固件，4蓄水槽，5工作台，6第一智能报警测温仪，7第二智能报警测温仪，8生石灰层，9组合腔体，10腔体座。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：如图1所示的一种混凝土抗渗试验装置，包括呈球形的混凝土试样1、预埋引压管2、紧固件3、蓄水槽4、工作台5。混凝土试样1安装于工作台5上方，混凝土试样1与工作台5之间设有蓄水槽4。预埋引压管2上端通过浇筑固连于混凝土试样1的芯部；预埋引压管2下端从混凝土式样1下部引出，依次穿过蓄水槽4和工作台5后连接水管，并通过紧固件3与工作台5固连，使混凝土试样1固定在工作台5上，无法移动。为保证浇筑过程中混凝土不会堵塞预埋引压管2管壁、试验过程中压力水能均匀渗透试样，预埋引压管2采用如下三种方案的设计：

1、预埋引压管2浇筑在混凝土试样1内的端面设置有预浇筑的与混凝土试样1同配比的砂浆封闭层。

2、预埋引压管2浇筑在混凝土试样1内的一端呈漏斗状，漏斗敞口上端面设置有预浇筑的与混凝土试样1同配比的砂浆封闭层。

3、预埋引压管2浇筑在混凝土试样1内的一端呈漏斗状，漏斗敞口上端面设置的金属网以及金属网上部的与混凝土试样1同配比的砂浆隔膜。

下面详细说明上述混凝土抗渗试验装置的制备方法和试验检测步骤。

1、准备预埋引压管：

预埋引压管总长155mm，一端呈漏斗形状，由漏斗敞口与直筒圆管组成，敞口与直筒圆管通过连接螺栓连接或直接焊接连接。直筒圆管的直径20mm，长130mm，中间有孔，孔径2-4mm，用于引导水流，在直筒圆管下端20mm处的外壁有10mm的打磨段，即将直筒圆管打磨扁平，便于扳手嵌夹固定或旋转调节。漏斗敞口高度20mm，开口为40mm，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内堵塞预埋引压管内孔，在漏斗敞口上覆盖一层金属网，再在上面用试验用同配比的混凝土预先浇筑一层10mm的砂浆隔膜，凝固后将敞口封闭。

2、准备球型模具：

如图2所示球形模具为混凝土试样浇筑的模具，主要由组合腔体9和腔体座10组成。组合腔体9内径为300mm，为了便于脱模，设计成球形组合腔体，由三部分组成，如图3-4所示。为了便于浇筑混凝土，在组合腔体9顶部设有开口，开口宽度为80mm。为了固定预埋引压管2，在组合腔体9顶部开口处设置一根长度为90mm的不锈钢管。在不锈钢管中间钻设螺栓孔，便于安装预埋引压管2；在不锈钢管两侧钻设螺栓孔，将不锈钢管固定在组合腔体9上。

3、将制备好的预埋引压管2如图2所示倒插在组合腔体9里。预埋引压管2的直筒圆管从成形模上端的钢片的中间孔中穿出，预埋深度为150mm，用螺栓固定。使预埋引压管预埋进混凝土时位置准确，且在浇筑时不会移动。

4、将试验的混凝土浇筑在成组合腔体9内，然后放入标准养护水池养护28天，脱模。预埋引压管2与试验用混凝土构成一体，制成混凝土试件。按以上步骤获得三个混泥土试件。

5、将3个混凝土试件1倒置在放有蓄水槽4的工作台5上，3个预埋引压管2的引出端向下依次穿过蓄水槽4和工作台5，引出端通过紧固件3将混凝土试件1与工作台5分别固连，并分别连接水管。

6、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。

7、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。

8、在试验过程中，观察混凝土试样的周围，当有两个混凝土试样有压力水渗透出来时，记下此时的水压，即为试验的压力值。

实施例2：如图5所示的一种混凝土抗渗试验装置，在实施1的基础上增加了第一智能报警测温仪6、第二智能报警测温仪7，并在混凝土试样1的表面设有生石灰层8。第一智能报警测温仪6、第二智能报警测温仪7设于混凝土试样1的两侧，各自测量混凝土试样1左右两个球面的温度变化。当混凝土试样1渗透出来的水与生石灰层8接触，所产生热量被智能报警测温仪检测到，并提示试验人员该混凝土试样试验完成，记录水压。

上述混凝土抗渗试验装置的制备方法和试验检测步骤同实施例1。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。