一种新型透水混凝土透水系数测试装置及方法制造方法及图纸

一种新型透水混凝土透水系数测试装置及方法，包括恒压水区、透水区、渗透水收集及数据处理区。恒压水区可调节水压差；透水区分为三节，下部为进水管，恒压水通过该部分流往上部，且该段还设有排水阀，更换试件时，将多余水排出，方便操作。中部为透水管，透水管分为两半，可将其拆开，方便安装试件。上部管为溢流面，渗透出的水经过设计的溢流面流出到收集部分。三部分之间用法兰连接方式连接；渗透水收集及数据处理区主要是通过测量水温、透水量系统自主计算透水系数。本发明专利技术能够有效避免大部分透水系数测量仪器的通病，测试数据准确，试件安装连接快捷。数据记录方便，当水流稳定时，按下测试按钮，系统便自动测试试件的透水系数，并储存结果。

A new test device and method for permeability coefficient of permeable concrete

A new permeability coefficient testing device and method for permeable concrete, including constant pressure water area, water permeable area, permeable water collection and data processing area. The constant pressure water area can adjust the water pressure difference, the permeable water is divided into three sections, the lower part is the inlet pipe, the constant pressure water flows through this part to the upper part, and the section also has the drainage valve. When replacing the test piece, the excess water is discharged, which is convenient for operation. The middle part is water permeable pipe, and the permeable pipe is divided into two halves. It can be dismantled and easy to install. The upper pipe is a overflow surface, and the permeable water flows through the designed overflow surface to the collection part. The three part is connected by flanged connections. The osmotic water collection and data processing area mainly calculates the permeability coefficient by measuring the water temperature and permeability. The invention can effectively avoid the common diseases of most water permeable coefficient measuring instruments, accurate test data and quick installation of test parts. It is convenient to record the data. When the water is stable, press the test button, and the system will automatically test the permeability coefficient of the specimen and store the result.

【技术实现步骤摘要】
一种新型透水混凝土透水系数测试装置及方法
本专利技术涉及材料测试
，特别是涉及一种新型透水混凝土透水系数测试装置及方法。
技术介绍
近年来，我国城镇化水平发展加快，城市规模、人口不断扩张，城市建设用地急剧增加，商业区、住宅小区、广场和道路建设规模巨大，导致城市地表硬化程度高、不透水面积比例急剧增大、雨水下渗量减少、地表径流增加，大大加重了市政排水系统的负荷。海绵城市将透水混凝土作为铺装材料应用于人行道、广场、公园小径以及轻荷载的道路，今后亦可扩展到普通公路路面及其它荷载相对较大的场所。透水混凝土由特定级配的粗骨料(少或无细骨料)、水泥、水，同时还可掺入外加剂和掺合料拌合而成，兼具多孔材料高透水性(透水系数1-20mm/s)和混凝土材料相应的力学性能，成为海绵城市中重要的海绵体。研究开发新型高透水性、高强度的透水混凝土成为事关海绵城市建设效果的关键因素之一。透水混凝土作为一种生态环保的温凝土,可以満足轻型路面的要求。透水水泥混凝土要求满足抗压、抗折和透水性能的要求，其中，透水性能是透水混凝土的重要指标。在《透水水泥混凝土路面技术规程》中，全文没提及在试件底部没有支座的情况下如何将试件固定在预定位置。没有测压管，不能准确反应试件上下表面压力差。在大孔隙材料渗透系数的室内测定_吉青克文中，采用下进上出的经水方式。减小了上端进水初速度对水压的影响。能够很好的固定住试件，也方便安装试件。但在试件下方的网格，减小了透水面积。管壁内的透水面积小于试件的横截面积。因此利用透水系数公式计算出来的透水系数会有误差。在排水性沥青混合料渗透系数测试研究_徐皓文中，仪器采用了未脱模的马歇尔试件测试透水系数。采用该试件的优点在于不会面临侧壁连通孔侧漏的问题。若试件侧壁密封不好，在侧壁之间形成大的连通孔，会使得实验数据比真实数据偏大。在试件的进出水两端装有测压管，可通过测压管水位高度可以计算出试件两端的压力差。但缺点在于该装置不能调整水头差。在一种测定塑性混凝土渗透系数的试验装置_张禾文中，透水装置适合测试透水系数比较小的试件，若测试透水系数大的试件，测出透过水的体积较大，无论测体积还是测量重量都不方便。同时也存在试件上下的网格会减小透水截面。在文中指出用密封材料堵住试件侧壁，但没有具体提到何种材料，且不方便安装试件。授权公告号为：CN202562833U的大孔混凝土试件渗透仪，该装置特别之处在于采用水流水平的经过试件，巧妙地避免了试件腾空增加支撑而减小透水截面的问题。但也存在同样的缺点，如试件侧壁密封问题、试件安装不方便等问题。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术提供一种新型透水混凝土透水系数测试装置及方法，能够有效避免了大部分透水系数测量仪器的通病，如侧壁漏水，形成连通孔；不改变透水上下横截面积，更加准确的测量透水系数。本装置测试数据准确，试件安装连接快捷。数据记录方便，当水流稳定时，按下测试按钮，系统便自动测试试件的透水系数，并储存结果。为达此目的，本专利技术提供一种新型透水混凝土透水系数测试装置，包括计算单元、下部管、中部管、上部管、恒压水箱和总水箱，所述下部管、中部管和上部管之间用法兰连接成一个整体，所述计算单元有触屏显示器、打印出口和测试开始按钮，所述下部管底部有进水管和排水管，所述进水管端部有进水管阀，所述排水管端部有排水管阀，所述排水管底部为底板，所述中部管外侧有测压支管一、测压支管二和测压支管三，所述测压支管一通过螺纹方式与测压管一相连，所述测压支管二通过螺纹方式与测压管二相连，所述测压支管三通过螺纹方式与测压管三相连，所述测压管一、测压管二和测压管三外端向上弯曲，所述上部管上设置有环状溢水面，所述环状溢水面上为集水区，所述集水区与集水管相连，所述集水管下端放置有计算单元，所述计算单元上部为收集水箱，所述进水管接恒压水箱的恒压区支管，所述恒压水箱放置在支架上，所述恒压水箱内有溢水面，所述恒压水箱另一侧有溢水区支管，所述溢水区支管接回流管，所述排水管接总水箱，所述总水箱内有抽水泵和温度传感器，所述抽水泵接上水管，所述上水管的上口对准恒压水箱。本专利技术的进一步改进，所述下部管外侧有竖向加强筋，所述竖向加强筋等角度绕下部管中心线一周；所述中部管中部有中部管环形加强筋，所述中部管由两个半圆管通过竖直法兰相连而成，所述中部管的竖直法兰有一排竖向法兰耳板加强筋；所述环状溢水面下部的上部管外侧有上部管竖向加强筋，所述上部管竖向加强筋等角度绕上部管中心线一周，为了提高整体管道强度设置有相应的加强筋。本专利技术的进一步改进，所述中部管内部有一层柔性压缩层或中部管内部的试件外套有柔性压缩层，试件与中部管侧壁之间填充防水材料，试件外侧与中间管内测中有一层可压缩材料，保证试件侧壁不形成连通孔，提高数据准确度，并可在试件下方不设隔板，不减小透水断面，提高数据准确度，设置防水材料可以达到隔水的目的，这样用一套系统能够测试多种尺寸的试件，效率更高。本专利技术的进一步改进，所述支架为可调高度三脚架，可调节高度三脚架架设恒压水箱，可以轻松改变水箱水面和上部管溢水面高度差，方便测试同一试件在不同的水压下的透水系数。本专利技术的进一步改进，所述总水箱内有滤网，所述滤网在回流管下部,所述测试装置中水为循环水，上部水箱从溢水区流出的水经过回流管流回到总水箱经过滤网过滤后循环使用，本专利技术采用循环水设计，并在回水管出水口增设滤网，过滤杂质，避免杂质循环后经过试件堵住试件连通孔影响透水系数，并且水循环使用，可以节约水源、绿色环保。本专利技术的进一步改进，所述下部管长300mm.，进水管流入下部管后，有一个比较长的缓冲区，能够将原先的紊流，在经过试件之前变成层流，这样在穿过中部管时，水流更加稳定，能够减小实验误差。本专利技术的进一步改进，所述测试装置的试件规格为Φ150*300mm、Φ100*200mm、以及100mm*100mm*100mm等外接圆直径小于等于150mm，高度小于等于300mm的试件(如Φ100mm*200mm、100mm*100mm*100mm)。对装置进行适当改进可适用更广的尺寸范围。本专利技术的进一步改进，所述测试装置测试透水系数时采用常水头测透水系数或变水头测试透水系数，该系统测试透水系数时，不仅能够采用常水头测透水系数，还能够采用变水头测试透水系数，在系统通水稳定后，关闭抽水泵电源，同时系统开始计时，到产生固定高程的水头差结束计时。实现一机多用的目的，节约资源；在测试完常水头下的透水系数后，关闭抽水泵电源就能够测试变水头透水系数，能够减少试件的安装过程，提高测试效率。本专利技术的进一步改进，所述集水管的出水位置装有水流检测仪，系统供水稳定后，通过测试渗透水的水流大小，调节抽水泵的功率，减少能源消耗，同时减小水流大小对透水系数的影响。本专利技术一种新型透水混凝土透水系数测试装置常水头的测试方法，具体步骤如下，其特征在于：步骤一：安装试件；先将试件侧面包裹一圈柔性材料，将准备好的中部管平放在桌面上将试件放入其内，在中部法兰耳板安放防水硅胶片，再将另一半中部管安放并将竖向法兰螺栓孔对齐后，用燕尾螺栓连接，夹紧试件；步骤二：连接仪器；将中部管法兰耳板与下部管法兰耳板通过螺栓连接，上部管法兰耳板与中部管法兰耳板连接，测压管一与测压支管三通过螺纹连接，测压管二与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型透水混凝土透水系数测试装置，包括计算单元(100)、下部管(200)、中部管(300)、上部管(400)、恒压水箱(500)和总水箱(600)，其特征在于：所述下部管(200)、中部管(300)和上部管(400)之间用法兰连接成一个整体，所述计算单元(100)有触屏显示器(102)、打印出口(103)和测试开始按钮(104)，所述下部管(200)底部有进水管(501)和排水管(201)，所述进水管(501)端部有进水管阀(203)，所述排水管(201)端部有排水管阀(204)，所述排水管(201)底部为底板(205)，所述中部管(300)外侧有测压支管一(308)、测压支管二(309)和测压支管三(311)，所述测压支管一(308)通过螺纹方式与测压管一(301)相连，所述测压支管二(309)通过螺纹方式与测压管二(302)相连，所述测压支管三(311)通过螺纹方式与测压管三(303)相连，所述测压管一(301)、测压管二(302)和测压管三(303)外端向上弯曲，所述上部管(400)上设置有环状溢水面(402)，所述环状溢水面(402)外围为集水区(403)，所述集水区(403)与集水管(401)相连，所述集水管(401)下端放置有计算单元(100)，所述计算单元(100)上部为收集水箱(101)，所述进水管(501)接恒压水箱(500)的恒压区支管(504)，所述恒压水箱(500)放置在支架上，所述恒压水箱(500)内有溢水面(506)，所述恒压水箱(500)另一侧有溢水区支管(502)，所述溢水区支管(502)接回流管(507)，所述排水管(201)接总水箱(600)，所述总水箱(600)内有抽水泵(601)和温度传感器(602)，所述抽水泵(601)接上水管(604)，所述上水管(604)的上口对准恒压水箱(500)。...

【技术特征摘要】
1.一种新型透水混凝土透水系数测试装置，包括计算单元(100)、下部管(200)、中部管(300)、上部管(400)、恒压水箱(500)和总水箱(600)，其特征在于：所述下部管(200)、中部管(300)和上部管(400)之间用法兰连接成一个整体，所述计算单元(100)有触屏显示器(102)、打印出口(103)和测试开始按钮(104)，所述下部管(200)底部有进水管(501)和排水管(201)，所述进水管(501)端部有进水管阀(203)，所述排水管(201)端部有排水管阀(204)，所述排水管(201)底部为底板(205)，所述中部管(300)外侧有测压支管一(308)、测压支管二(309)和测压支管三(311)，所述测压支管一(308)通过螺纹方式与测压管一(301)相连，所述测压支管二(309)通过螺纹方式与测压管二(302)相连，所述测压支管三(311)通过螺纹方式与测压管三(303)相连，所述测压管一(301)、测压管二(302)和测压管三(303)外端向上弯曲，所述上部管(400)上设置有环状溢水面(402)，所述环状溢水面(402)外围为集水区(403)，所述集水区(403)与集水管(401)相连，所述集水管(401)下端放置有计算单元(100)，所述计算单元(100)上部为收集水箱(101)，所述进水管(501)接恒压水箱(500)的恒压区支管(504)，所述恒压水箱(500)放置在支架上，所述恒压水箱(500)内有溢水面(506)，所述恒压水箱(500)另一侧有溢水区支管(502)，所述溢水区支管(502)接回流管(507)，所述排水管(201)接总水箱(600)，所述总水箱(600)内有抽水泵(601)和温度传感器(602)，所述抽水泵(601)接上水管(604)，所述上水管(604)的上口对准恒压水箱(500)。2.根据权利要求1所述的一种新型透水混凝土透水系数测试装置，其特征在于：所述下部管(200)外侧有竖向加强筋(202)，所述竖向加强筋(202)等角度绕下部管(200)中心线一周；所述中部管(300)中部有中部管环形加强筋(304)，所述中部管(300)由两个半圆管通过竖直法兰相连而成，所述中部管(300)的竖直法兰有一排竖向法兰耳板加强筋(310)；所述环状溢水面(402)下部的上部管(400)外侧有上部管竖向加强筋(404)，所述上部管竖向加强筋(404)等角度绕上部管(400)中心线一周。3.根据权利要求1所述的一种新型透水混凝土透水系数测试装置，其特征在于：所述中部管(300)内部有一层柔性压缩层或中部管(300)内部的试件外套有柔性压缩层，试件与中部管(300)侧壁之间填充防水材料。4.根据权利要求1所述的一种新型透水混凝土透水系数测试装置，其特征在于：所述支架为可调高度三脚架(700)。5.根据权利要求1所述的一种新型透水混凝土透水系数测试装置，其特征在于：所述总水箱(600)内有滤网(603)，所述滤网(603)在回流管(507)下部,所述测试装置中水为循环水，上部水箱(500)从溢水区(503)流出的水经过回流管(507)流回到总水箱(600)经过滤网(603)过滤后循环使用。6.根据权利要求1所述的一种新型透水混凝土透水系数测试装置，其特征在于：所述测试装置的试件规格适用于Φ150*300mm及小于该尺寸的所有试件。7.根据权利要求1所述的一种新型透水混凝土透水系数测试装置，其特征在于：所述测试装置测试透水系数时采用常水头测透水系数或变水头测试透水系数。8.根据权利要求1所述的一种新型透水混凝土透水系数测试装置，其特征在于：所述集水管(401)的出水位置装有水流检测仪。9.一种新型透水混凝土透水系数测试装置的常水头测试方法，具体步骤如下，其特征在于：步骤一：安装试件；先将试件侧面包裹一圈柔性材料，将准备好的中部管(300)平放在桌面上将试件放入其内，在中部法兰耳板(306)安放防水硅胶片，再将另一半中部管安放并将竖向法兰螺栓孔(305)对齐后，用燕尾螺栓连接，夹紧试件；步骤二：连接仪器；将中部管法兰耳板(306)与下部管法兰耳板(206)通过螺栓连接，上部管法兰耳板(406)与中部管法兰耳板(306)连接，测压管一(301)与测压支管三(311)通过螺纹连接，测压管二(302)与测压支管二(309)测压管三(303)测压支管一(308)之间采用同样的方式连接，测压管用于测实验时某指定过水断面的水压及流速；步骤三：通水；抽水泵(601)浸没在总水箱(600)中，抽水泵(601)抽出的水经过上水管(604)流入到上部水箱(500)；当恒压区(505)充满水时，多余的水经过溢水面(506)流出到溢水区(503)，再经过与溢水区支管(502)连接的回流管(507)回流至总水箱(600)中。恒压区支管(504)与进水管(501)联通将恒压区(505)的水引入至下部管(200)，恒压水由下至上通过中部管(300)、上部管(400)试件，到达环状溢水面(402)，从溢水面(402)流出后到集水区(403)经过集水管(401)收集到收集水箱(101)；步骤四：计算透水系数；在触屏显示器(102)上输入所测试件的长度，直径或截面面积，恒压去支管(504)与环状溢水面(402)之间的水头差，时...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄冬辉，李国，胡体凯，陈育志，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32