一种海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置，包括一个水箱，在所述的水箱内设有上、下安装的且截面形状相同的上筒体和下筒体，所述的上筒体的上部设有一个温度传感器；下部放置有透水混凝土，且透水混凝土与上筒体之间的间隙通过密封材料密封；在上筒体的侧壁上竖直的设有多个溢水口；每个溢水口内安装有止水阀，所述的止水阀通过排水管I将水排入到带刻度的水容器I内；在所述下筒体的侧部上设有通水孔，且所述的下筒体同时承载透水混凝土试块；在所述的水箱的侧壁的同一高度位置设有多个出水孔，每个出水孔内安装有止水阀，所述的止水阀通过排水管II将水排入到带刻度的水容器II内。

【技术实现步骤摘要】
一种海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置及方法
本专利技术属于土木工程领域，涉及一种透水混凝土透水系数精确测定装置，及其在透水混凝土路面透水性能评价的应用。
技术介绍
海绵城市是指城市在适应环境变化和应对雨水带来的自然灾害等方面具有良好的“弹性”，遇到降雨能就地或者就近吸收、存蓄、渗透、净化、调节水循环，需要时将蓄存的水“释放”并加以利用，让城市变为能够吸纳雨水、过滤空气、过滤污染物质的超级大海绵，具有降温、防洪、抗旱、捕碳等效益，从根本上解决城市阻绝水与生态的问题，迈向真正的生态与低碳城市。城市硬化不渗透地面的铺装给城市带来日益严重的“热岛效应”，暴雨季节内涝频发，地下水资源日渐衰竭。在可持续发展、维护生态平衡及海绵城市等思想指导下，生态透水混凝土将会是海绵城市建设的“主力军”。透水混凝土是由特定级配的骨料、水泥、水、外加剂和掺合料等按特定比例经特殊工艺制成的具有连续孔隙的多孔混凝土，不含细骨料，由粗骨料表面包覆一层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，是生态混凝土的重要品种之一。采用生态透水混凝土铺装地面不仅能够增加城市透水及透气面积，调节城市气候，降低地表温度，有利于缓解城市“热岛现象”；而且可以充分利用雨、雪降水，增大地表相对湿度，补充城区日益枯竭的地下水资源，发挥透水性路基的“蓄水池”功能；透水混凝土还可以做成彩色，使城市更美观。欧美、日韩等发达国家在50多年前就开始了对透水混凝土进行研究与开发，并且已将其广泛的应用于道路工程、园林工程、环境工程及城市广场等多个领域，取得了良好的社会、环境和生态效果。虽然关于生态透水混凝土的理论研究我国取得了一定成果，但总体来说，我国透水混凝土的研究仍处于起步阶段，尚未有相关国家标准及规范，还需要更多的突破和完善。我国2016年海绵城市建设已经提上日程，且倍受重视，因此急需对生态透水混凝土技术进行研究、发展与更新。透水系数是评价透水混凝土透水能力大小的重要指标。目前，我国还没有测定透水混凝土透水系数测试的标准装置。国内关于透水混凝土透水系数的测量主要依据CCJJ/T315-2009《透水水泥混凝土路面技术规程》中附录路面透水系数测试方法，该方法测量步骤较为复杂，精度不高。现有的测试仪器存在误差大、精度低、操作繁琐、容易损坏及成本高等问题。目前，在海绵城市建设过程中，未见报道透水混凝土透水性能精确测试仪器及应用，急需精确测试透水混凝土的透水系数。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述问题，为透水混凝土渗透系数的测定提供更加精确的解决方案。本专利技术装置能够测量混凝土常水头及变水头透水系数，通过四种水位差以获得多组数据，具有分体组装、操作方便、精度高、数据可靠、适用性广、便于清洁及不易损坏等优点，能够实现透水混凝土透水系数的精确可靠测定，在海绵城市建设过程中具有很好的应用价值。为了达到以上目的，本专利技术具体技术方案如下：一种海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置，包括一个水箱，在所述的水箱内设有上、下安装的且截面形状相同的上筒体和下筒体，所述的上筒体的上部设有一个温度传感器；下部放置有透水混凝土，且透水混凝土与上筒体之间的间隙通过密封材料密封；在上筒体的侧壁上竖直的设有多个溢水口；每个溢水口内安装有止水阀，所述的止水阀通过排水管I将水排入到带刻度的水容器I内；在所述下筒体的侧部上设有通水孔，且所述的下筒体同时承载透水混凝土试块；在所述的水箱的侧壁的同一高度位置设有多个出水孔，每个出水孔通过排水管II将水排入到带刻度的水容器II内。进一步的，所述的上筒体和下筒体为横截面是正方形的透明的有机玻璃制作。其边长为105mm或155mm，有机玻璃厚度为5～10mm。进一步的，所述的上筒体和下筒体为横截面是圆形的透明的有机玻璃制作。圆形截面直径为105mm或155mm，有机玻璃厚度为5～10mm。进一步的，所述的下筒体底端用强力胶固定于水箱底部，上筒体和下筒体由螺栓紧密连接固定。进一步的，所述的水箱侧壁同一高度有三个相邻出水孔，在所述的出水孔内设置有止水阀门，出水口连接流量测量装置。进一步的，所述温度计固定于有机玻璃上筒体顶端，以精确测试水温。进一步的，所述止水阀与排水管相连，所述的排水管将水排入到盛水容器内。进一步的，在不同高度设置溢水口的原因是方便选择不同的高度。所述上筒体顶部相邻溢水孔的高度相差40mm，不同高度溢水孔为4个，以调节不同水压差，溢水孔安装止水阀门，止水阀门外接软管；通过常水头及变水头方法，多次取平均值，从而使测出的透水混凝土渗透系数更加准确。所述有机玻璃下筒体底端用强力胶固定于水箱底部，同时承载透水混凝土试块，下筒体侧壁通水孔直径为20mm。所述有机玻璃上筒体和下筒体由M9.0～M10型号螺栓紧密连接固定，便于组装与拆卸，下筒体连接截面为正方形，其边长为105mm或155mm。进一步的，所述有机玻璃水箱外壁同一高度相邻出水孔距离为65mm，同一高度不同位置出水孔为3个，以保证足够出水流量，提高了本专利技术装置透水系数测量范围。进一步的，所述测试混凝土试块的截面为100mm×100mm、150mm×150mm、Φ100mm或Φ150mm，高度为100～150mm。所述透水混凝土与上筒体侧壁密封材料可单独采用橡皮泥、凡士林或融化状态石蜡松香混合物，也可以共同使用，以最大化降低混凝土与上筒体壁之间缝隙造成的误差；橡皮泥封装材料在封装前粘贴于透水混凝土侧壁，之后放入上筒体；凡士林封装材料在封装前可粘贴于透水混凝土侧壁，辅助以塑料薄膜缠绕，之后将侧壁缠有凡士林及塑料薄膜的透水混凝土试块放入上筒体；石蜡与松香混合物需在100摄氏度呈液体状态，石蜡与松香混合比为4:1～5:1，先将侧壁缠有堵料薄膜的透水混凝土试块装入上筒体，随后将融化状态的石蜡与松香浇注于混凝土与上筒体壁之间的缝隙。所述混凝土透水系数精确测定装置可应用于海绵城市路面施工现场，取现场配制的透水混凝土进行现场成型，测试不同温度下不同龄期现场透水混凝土的透水系数，对现场透水混凝土透水性能进行有效评估。利用上述装置进行具体实验的方法如下：1.成型透水混凝土试块，并进行一定龄期养护；2.将透水混凝土四周侧壁涂抹凡士林，并用塑料薄膜包裹，并将其放置于上筒体底部，并将薄层橡皮泥塞放于透水混凝土上表面与上筒体间的表面空隙处；3.将上筒体与下筒体用螺栓紧密固定连接，根据水箱侧壁流量情况，合理选择水箱出水孔个数。4.放置温度计，静置至读数无变化后五分钟，记录水温；5.分别调节上筒体的四个水位高度，连接放水软管，在箱体出水口下放连接带有刻度的烧杯；6.打开上筒体及水箱侧壁上的止水阀，从上筒体注水至某一溢水孔高度，此时水从上筒体的溢水口及箱体出水口流出，经过特定时间后，停止注水，记录时间及该段时间内盛水容器中水的体积；7.将上筒体水位分别调节至其余的溢水孔，分别在其余的水压差下重复进行透水系数试验；渗透系数的计算公式为：式中，KT—水温为T时透水混凝土渗透系数(mm/s)。Q—试验时间段内水流量(mL)。h—透水混凝土试件高度(mm)。A—透水混凝土试件截面面积(cm2)。H—出水口与溢水口的高度差即水头高度(cm)。Δt—试验时间(s)。本专利技术的创新之处在于：上筒体顶端有温度计，便于精确测试并控制水温，避免水温对透水系数的影响本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置，其特征在于，包括一个水箱，在所述的水箱内设有上、下安装的且截面形状相同的上筒体和下筒体，所述的上筒体的上部设有一个温度传感器；下部放置有透水混凝土，且透水混凝土与上筒体之间的间隙通过密封材料密封；在上筒体的侧壁上竖直的设有多个溢水口；每个溢水口内安装有止水阀，所述的止水阀通过排水管I将水排入到带刻度的水容器I内；在所述下筒体的侧部上设有通水孔，且所述的下筒体同时承载透水混凝土试块；在所述的水箱的侧壁的同一高度位置设有多个出水孔，每个出水孔内安装有止水阀，所述的止水阀通过排水管II将水排入到带刻度的水容器II内。

【技术特征摘要】
1.一种海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置，其特征在于，包括一个水箱，在所述的水箱内设有上、下安装的且截面形状相同的上筒体和下筒体，所述的上筒体的上部设有一个温度传感器；下部放置有透水混凝土，且透水混凝土与上筒体之间的间隙通过密封材料密封；在上筒体的侧壁上竖直的设有多个溢水口；每个溢水口内安装有止水阀，所述的止水阀通过排水管I将水排入到带刻度的水容器I内；在所述下筒体的侧部上设有通水孔，且所述的下筒体同时承载透水混凝土试块；在所述的水箱的侧壁的同一高度位置设有多个出水孔，每个出水孔内安装有止水阀，所述的止水阀通过排水管II将水排入到带刻度的水容器II内。2.如权利要求1所述的海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置，其特征在于，所述的上筒体和下筒体为横截面是正方形的透明的有机玻璃制作；其边长为105mm或155mm，有机玻璃厚度为5～10mm。3.如权利要求1所述的海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置，其特征在于，所述的上筒体和下筒体为横截面是圆形的透明的有机玻璃制作；圆形截面直径为105mm或155mm，有机玻璃厚度为5～10mm。4.如权利要求1所述的海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置，其特征在于，所述的下筒体底端用强力胶固定于水箱底部，上筒体和下筒体由螺栓紧密连接固定。5.如权利要求1所述的海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置，其特征在于，所述上筒体顶部相邻溢水孔的高度相差40mm，以调节不同水压差。6.如权利要求1所述的海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置，其特征在于，所述有机玻璃下筒体底端用强力胶固定于水箱底部，同时承载透水混凝土试块。7.如权利要求1所述的海绵城市透水混凝土渗透系数测定装置，其特征在于，下筒体侧壁通水孔直径为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李术才，沙飞，刘人太，张庆松，李召峰，张思凡，李梦筱，蔡昕晨，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37