一种透水混凝土透水系数测定装置的制作方法

本实用新型涉及一种测定装置，尤其是一种透水混凝土透水系数测定装置。

背景技术：

透水混凝土是由粗骨料、水泥、增强剂和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，具有透气、透水、轻质等特点，其推广应用能有效缓解城市内涝和城市“热岛效应”，是推动“海绵城市”建设的重要基础；在满足使用场所规定强度情况下，透水混凝土透水性能越大越好，因此，透水系数成为决定透水混凝土性能最关键的量化指标之一；透水混凝土透水系数的计算公式为：k=QL/AHt，公式中k为透水系数，Q为透水量，L为试件厚度，A为试件的上表面积，H为试件内的水槽水位与溢流水槽水位的水位差，t为水从试件上表面流经试件内部并从其下表面流出所需要的时间，因而，通过收集这些参数即可实现对透水混凝土的透水性能的检测。

目前，现有透水混凝土透水系数测定装置或多或少存在如下问题：(1)结构相对复杂，较少实现了自动调节和控制；(2)实验用水的重复利用低，操作不是很便捷；(3)在测量过程中，水通过透水混凝土试块时容易出现湍流，导致测量精度不高；(4)一般需要采用绷带、胶带或其他方式包裹试块四周边壁，以确保水不会从边壁流出，然而，在具体实验时，透水混凝土试块更换不方便，这大大影响到测试效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是要解决现有的透水混凝土测定仪所存在的上述问题，为此提供一种透水混凝土透水系数测定装置。

本实用新型的具体方案是：一种透水混凝土透水系数测定装置，具有溢流水槽，其特征是：所述溢流水槽的侧壁上设有溢流管，并在溢流管上装有质量流量计；在溢流水槽内装设有试样台，试样台上放置有用于夹持透水混凝土试块的试块夹具；试块夹具由左、右夹持件对应拼装成横截面呈方形的筒状结构，且左、右夹持件的内侧壁上均设有密封层；在试块夹具的上端口插装有与其内侧密封层相配合的注水筒，试块夹具的下端口装设有钢丝网；在溢流水槽上装设有用于对注水筒进行定位支撑的辅助支撑装置；在注水筒上装设有补水系统，并配置有液位控制装置。

本实用新型中所述试块夹具的左、右夹持件均呈“L”形结构，在左、右夹持件的两个接缝处各设有锁紧机构，并在左、右夹持件的下端各设有支脚。

本实用新型中所述锁紧机构包括操作手柄、设置在左夹持件上的限位头和设置在右夹持件上的卡座，其中在卡座上设有三角状卡装头；所述操作手柄由前端用于与卡座相铰接的倒勾状铰接部A、前端用于与“U”形锁套相铰接的铰接部B和中部用于与卡装头相匹配的卡接部以及后端用于手持操作的手持部组成，所述“U”形锁套用于套装在限位头上。

本实用新型中所述密封层采用高弹性防水1-3丁二烯橡胶材料制成；所述注水筒的外壁与试块夹具内侧的密封层紧密配合，以确保水不会从透水混凝土试块的边壁流出；所述注水筒由透明的PC板材料制成，并在注水筒上设有左、右对称布置的提手。

本实用新型中所述辅助支撑装置包括设置在溢流水槽上的导向立柱和设置在注水筒外壁上的固定块；在导向立柱上开设有导向槽，并在导向槽中配装有滑块，滑块通过连接架与固定块相连接；在导向立柱的上端装有用于对滑块上行的位置进行锁紧定位的锁紧螺栓；在导向立柱的下端装有用于滑块下行的位置进行定位的限位块。

本实用新型中所述补水系统包括储水箱和循环水池，其中循环水池对应设置在所述溢流管的下侧；所述储水箱的一侧连接伸入至循环水池池底的循环水管，在循环水管上装有循环水泵，储水箱的另一侧连接伸入至注水筒内的给水管，在给水管上装有控制阀；所述液位控制装置包括用于监测注水筒液位信息的液位计、PLC控制器及与PLC控制器相连接的显示器；所述液位计通过变送器通讯连接PLC控制器，PLC控制器根据检测到的液位信息，实时调节控制阀的开度，以控制注水筒内液位的稳定；所述质量流量计通讯连接PLC控制器，PLC控制器将质量流量计实时采集的数据通过显示器同步数显出来。

本实用新型中所述溢流水槽的下端设有排污口；所述储水箱的上侧设有补水口。

本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型结构简单、操作方便，实现了对实验用水的重复利用，适用于透水混凝土透水系数的快速测量；

(2)本实用新型液位控制装置确保了注水筒内液位的稳定，有效防止了水通过透水混凝土试块时发生的湍流，提高了测量精度；

(3)本实用新型实现了自动补水控制，以维持注水筒内液位的稳定，并通过显示器对质量流量计所监测的透水量进行了同步显示，大大降低了实验人员的工作量，也便于对实现数据进行观测和记录；

(4)本实用新型采用了用于夹持透水混凝土试块的试块夹具，避免了试块测试前对试块四周边壁的包裹密封作业，提高了工作效率，增强了装置的连续测定能力。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中试块夹具的俯视结构示意图；

图3是本实用新型中锁紧机构的结构示意图；

图4是本实用新型中操作手柄的结构示意图；

图5是本实用新型中辅助支撑装置的结构示意图；

图6是本实用新型中液位控制装置的控制结构框图。

图中：1—溢流水槽，2—溢流管，3—质量流量计，4—试样台，5—透水混凝土试块，6—试块夹具，6a—左夹持件，6b—右夹持件，6c—密封层，7—注水筒，8—钢丝网，9—支脚，10—操作手柄，10a—铰接部A，10b—铰接部B，10c—卡接部，10d—手持部，11—限位头，12—卡座，13—卡装头，14—“U”形锁套，15—提手，16—导向立柱，17—固定块，18—导向槽，19—滑块，20—连接架，21—锁紧螺栓，22—限位块，23—储水箱，24—循环水池，25—循环水管，26—循环水泵，27—给水管，28—控制阀，29—液位计，30—PLC控制器，31—显示器，32—变送器，33—排污口，34—补水口。

具体实施方式

参见图1-3，一种透水混凝土透水系数测定装置，具有溢流水槽1，所述溢流水槽1的侧壁上设有溢流管2，并在溢流管2上装有质量流量计3；在溢流水槽1内装设有试样台4，试样台4上放置有用于夹持透水混凝土试块5的试块夹具6；试块夹具6由左夹持件6a、右夹持件6b对应拼装成横截面呈方形的筒状结构，并在左夹持件6a、右夹持件6b的内侧壁上均设有密封层6c；在试块夹具6的上端口插装有与其内侧密封层6c相配合的注水筒7，试块夹具6的下端口装设有钢丝网8；在溢流水槽1上装设有用于对注水筒7进行定位支撑的辅助支撑装置；在注水筒7上装设有补水系统，并配置有液位控制装置。

参见图2，本实施例中所述试块夹具6的左夹持件6a和右夹持件6b均呈“L”形结构，在左夹持件6a和右夹持件6b的两个接缝处各设有锁紧机构，并在左夹持件6a和右夹持件6b的下端各设有支脚9。

参见图3、图4，本实施例中所述锁紧机构包括操作手柄10、设置在左夹持件6a上的限位头11和设置在右夹持件6b上的卡座12，其中在卡座12上设有三角状卡装头13；所述操作手柄10由前端用于与卡座12相铰接的倒勾状铰接部A(10a)、前端用于与“U”形锁套14相铰接的铰接部B(10b)和中部用于与卡装头13相匹配的卡接部10c以及后端用于手持操作的手持部10d组成，所述“U”形锁套14用于套装在限位头11上。

本实施例中所述密封层6c采用高弹性防水1-3丁二烯橡胶材料制成；所述注水筒7的外壁与试块夹具6内侧的密封层6c紧密配合，以确保水不会从透水混凝土试块5的边壁流出；所述注水筒7由便于实验人员观测水位的透明PC材料制成，并在注水筒7上设有左、右对称布置的提手15。

在现场实验时，选用大小尺寸合适的透水混凝土试块5，确保在试块夹具6处于夹持状态时，透水混凝土试块5与密封层6c是以过盈配合的方式相接触，具体地透水混凝土试块5的外形尺寸大于试块夹具6内侧密封层6c所围成的端口尺寸3-4mm，以便于密封层6c完全包覆在透水混凝土试块5上，以防止在做透水实验时透水混凝土试块5发生边壁漏水现象，进而影响到实验结果的准确度。

参见图5，本实施例中所述辅助支撑装置包括设置在溢流水槽1上的导向立柱16和设置在注水筒7外壁上的固定块17；在导向立柱16上开设有导向槽18，并在导向槽18中配装有滑块19，滑块19通过三角形连接架20与固定块17相连接；在导向立柱16的上端装有用于对滑块19上行的位置进行锁紧定位的锁紧螺栓21；在导向立柱16的下端装有用于滑块19下行的位置进行定位的限位块22。

本实施例中所述补水系统包括储水箱23和循环水池24，其中循环水池24对应设置在所述溢流管2的下侧；所述储水箱23的一侧连接伸入至循环水池24池底的循环水管25，在循环水管25上装有循环水泵26，储水箱23的另一侧连接伸入至注水筒7内的给水管27，在给水管27上装有控制阀28；参见图6，所述液位控制装置包括用于监测注水筒7液位信息的液位计29、PLC控制器30及与PLC控制器30相连接的显示器31，所述液位计29选用型号为DB303型缆式投入静压液位计，PLC控制器30选用型号为西门子公司生产的SIMATIC S7-1200，显示器31选用昊铭公司生产的型号为HY-10365的数码显示屏，所述控制阀28选用阀芯由可逆电机驱动以调控其开启度的电动控制阀；所述液位计29通过变送器32通讯连接PLC控制器30，PLC控制器30根据检测到的液位信息，实时调节控制阀28的开度，以控制注水筒7内液位的稳定；所述质量流量计3通讯连接PLC控制器30，PLC控制器30将质量流量计30实时采集的溢流水的流量信息通过显示器31同步数显出来。

参见图1，本实施例中所述溢流水槽1的下端设有排污口33；所述储水箱23的上侧设有补水口34。

本实用新型在实地进行检测工作时，操作如下：

(1)将透水混凝土试块5安装至试块夹具6中：在安装时，通过手持提手15提起注水筒7向上移动，注水筒7在向上移动的过程中，固定块17通过连接架20带动滑块19沿着导向立柱16向上移动，直至滑块19移动至导向立柱16的上端时，可通过锁紧螺栓21将滑块19紧固在导向立柱16上，此时注水筒7处于悬空状态；

(2)将试块夹具6放入至溢流水槽1中的试样台4上，打开试块夹具6，在试块夹具6的下端口放置钢丝网8，再在打开的试块夹具6内侧放置透水混凝土试块5，并通过锁紧机构将试块夹具6锁紧；

(3)向溢流水槽1中注入水直到与溢流管2平齐；

(4)松开锁紧螺栓21，手持提手15控制注水筒7下行，并将其到导向立柱16下端的限位块22上，注水筒7插入至试块夹具6中，并使得注水筒7与试块夹具6上端口内侧的密封层6c紧密配合；

(5)开始实验：启动补水系统，以向注水筒7内注水；由液位控制装置控制注水筒7内维持一个稳定的液位高度，并由质量流量计3实时监测从溢流水槽1溢流出来的水量，即透水混凝土试块5实时的透水量。由透水混凝土透水系数的计算公式k=QL/AHt可知，在透水混凝土试块5的试件厚度L、上表面积A和试件内的水槽水位与溢流水槽水位的水位差H已经获知的情况下，在特定的时间t内，根据所得到的透水量Q值，即可由PLC控制器30内置的程序计算得到待测透水混凝土试块5的透水系数，该透水系数直接由显示器31实时显示出来。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。