水泥基材料流体渗透率的测试装置制造方法及图纸

水泥基材料流体渗透率的测试装置，本实用新型专利技术涉及一种水泥基等多孔材料流体渗透率的测试装置，它要解决现有流体渗透率试验操作复杂、且经常出现密封性不良导致试验失败的问题。该渗透率的测试装置包括底板、套筒、顶盖、密封套、柱塞、收缩套管和底座，圆形底板内设置有注水通道，底板的上板面设置两级圆形凸台，密封套竖直设置，密封套的底部套设在二级圆形凸台上，收缩套管内设置有底座、试件和柱塞，收缩套管套设在密封套内，套筒与密封套之间形成压力室，在柱塞中心沿轴向开有排水通道。本实用新型专利技术提供了一种流体介质渗透率测试时试件的侧面密封装置，用以严格保证试件侧面密封效果的同时，具有操作简便、省时省力的优点。

A testing device for fluid permeability of cement based materials

A testing device for fluid permeability of cement based materials, the utility model relates to a testing device for the permeability of a porous material such as cement base, which is to solve the problem of the failure of the test of the existing fluid permeability test, which is complicated and often appears bad sealing. The testing device of the permeability includes a floor, a sleeve, a top cover, a sealing sleeve, a plunger, a contraction sleeve and a base. A water injection channel is arranged in the circular floor. The upper plate of the floor is set with a two stage circular convex platform, the sealing sleeve is set vertically, the bottom of the sealing sleeve is set on the two stage circular convex platform, and the casing has a base in the contraction casing. The test sleeve and the plunger are sleeved in the sealing sleeve, and a pressure chamber is formed between the sleeve and the sealing sleeve, and a drainage channel is arranged along the axial direction in the center of the plunger. The utility model provides a side sealing device for testing the permeability of fluid medium, which is used to strictly guarantee the sealing effect of the specimen side, and has the advantages of simple operation, time saving and labor saving.

【技术实现步骤摘要】
水泥基材料流体渗透率的测试装置
本技术涉及一种水泥基等多孔材料流体渗透率的测试装置。
技术介绍
混凝土材料是整个土木工程领域应用最为广泛的建筑结构材料。在一定服役环境条件下，混凝土材料的耐久性能优劣往往直接决定结构使用寿命的长短，它对工程结构的安全性和经济性意义重大，对各种在严酷环境条件下使用的重大混凝土结构尤其如此。混凝土结构的耐久性主要由环境中的水分、气体和离子等介质向材料内部迁移的速率和过程决定。实际工程中，往往采用这些介质在多孔混凝土材料内部的迁移速率来定量表征其耐久性能的相对优劣，这其中尤其以水分渗透率最为重要且直接相关。正因如此，水泥基材料的水分渗透率测试对研究与分析混凝土材料与结构的耐久性能具有重要意义。混凝土材料的孔隙结构非常细小，其本征渗透率往往比常见岩石材料的渗透率还要小好几个数量级。特别的，由于赋予水泥基材料强度等特性的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶这一最重要组分表现出干缩湿胀的特性，使得混凝土材料的孔隙结构随失水干燥或吸水湿润过程而发生变化。对于渗透率测试来说，直接的结果就是混凝土材料在饱和时的水分渗透率要比干燥时的气体渗透率小2～4个数量级，可以低至10-20～10-22m2量级。这使得试验测量水分渗透率时需要长时间对混凝土试件施加足够大的进水压力，而这对试件的侧面密封效果要求非常苛刻。水泥基材料的水分渗透率能有效地总体刻画水泥基材料饱和时的孔隙结构特征，而特别小的渗透率数值又使得试验测量难度非常大，需要采用严格、准确的水分渗透率测试设备来进行测量。
技术实现思路
本技术要解决现有流体渗透率试验操作复杂、且经常出现密封性不良导致试验失败的问题，而提供一种水泥基材料流体渗透率的测试装置。本技术水泥基材料流体渗透率的测试装置包括底板、套筒、顶盖、密封套、柱塞、收缩套管和底座，沿圆形底板的径向在板体内设置有水平注水通道，在底板的圆心处沿轴向设置有竖直注水通道，竖直注水通道与水平注水通道相连通，底板的上板面设置两级圆形凸台，两级圆形凸台沿轴向由下至上依次为一级圆形凸台和二级圆形凸台，圆管形的密封套竖直设置，密封套的上下管沿处沿径向分别延伸出周向凸缘，密封套的底部套设在二级圆形凸台的周向上；底座的上表面为下滤板层，在底座的下滤板层表面放置有水泥基材料圆柱试件形成试样组件，试样组件的周向通过收缩套管紧密包裹，收缩套管套设在密封套中；顶盖的下盖面上设置有圆环凸台，顶盖的中心处开有柱塞孔，顶盖上还开有排气口，套筒的下部筒口通过螺栓套设在底板的一级圆形凸台周向上，套筒的上部筒口通过螺栓套设在顶盖的圆环凸台的周向上，套筒与密封套之间的腔室为压力室，在套筒的筒壁上开有注入口；柱塞的下表面为上滤板层，柱塞插嵌入密封套中，柱塞的上滤板层与水泥基材料圆柱试件的顶面接触，在柱塞中心沿轴向开有排水通道。本技术采用侧面加压的方法对水泥基材料圆柱试件进行侧面(周向)密封，利用内六角螺栓将底板、套筒和顶盖连接成一体，套筒与底板、顶盖之间采用密封圈进行密封。在安装顶盖之前，将密封套置入套筒内部，密封套的内套面套设在底板的二级圆形凸台的周向上，密封套与底板、套筒和顶盖之间形成一个能通过压力注水(或气)来对试件侧面进行密封的压力室。在测试试验过程中先将水泥基材料试件和底座用收缩套管固定形成试样组件，然后在密封套中插入柱塞。在测试水分渗透率时，先通过底板的连接通道向内部注水直至其充盈滤板层的空间中，再对压力室充水至一定的压力(大于注水压力的2倍以上)使密封套紧紧箍住水泥基材料圆柱试件，之后在试件底面施加恒定水压力(一般在3MPa以上)并测量在此压力驱动下水分在t(s)时间内渗透进入水泥基材料试件内部的体积Q(m3)，进而依据达西定律来计算得到水分渗透率。本技术提供了一种流体介质(水分)渗透率测试时试件的侧面密封装置，用以严格保证试件侧面密封效果的同时，具有操作简便、省时省力的优点。该密封结构能够在试件的周向上加压达到8～12MPa，从而保证圆柱形水泥基材料试件的侧面不渗漏，允许在圆柱试件的一个端面施加流体介质(水分)渗透率测试所需的较高压力，进而监测流体介质(水分)的微小体积流量并通过达西定律来准确计算得到水泥基材料细微的水分渗透率。附图说明图1为本技术水泥基材料流体渗透率的测试装置的结构示意图；图2为实施例中砂浆圆柱试件的渗透率测试图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式水泥基材料流体渗透率的测试装置包括底板1、套筒2、顶盖3、密封套4、柱塞6、收缩套管8和底座9，沿圆形底板1的径向在板体内设置有水平注水通道1-1，在底板1的圆心处沿轴向设置有竖直注水通道1-2，竖直注水通道1-2与水平注水通道1-1相连通，底板1的上板面设置两级圆形凸台，两级圆形凸台沿轴向由下至上依次为一级圆形凸台1-3和二级圆形凸台1-4，圆管形的密封套4竖直设置，密封套4的上下管沿处沿径向分别延伸出周向凸缘4-1，密封套4的底部套设在二级圆形凸台1-4的周向上；底座9的上表面为下滤板层7-1，在底座9的下滤板层7-1表面放置有水泥基材料圆柱试件10形成试样组件，试样组件的周向通过收缩套管8紧密包裹，收缩套管8套设在密封套4中；顶盖3的下盖面上设置有圆环凸台3-1，顶盖3的中心处开有柱塞孔，顶盖3上还开有排气口3-2，套筒2的下部筒口通过螺栓11套设在底板1的一级圆形凸台1-3周向上，套筒2的上部筒口通过螺栓11套设在顶盖3的圆环凸台3-1的周向上，套筒2与密封套4之间的腔室为压力室12，在套筒2的筒壁上开有注入口2-1；柱塞6的下表面为上滤板层7-2，柱塞6插嵌入密封套4中，柱塞6的上滤板层7-2与水泥基材料圆柱试件10的顶面接触，在柱塞6中心沿轴向开有排水通道6-1。本实施方式底座与下滤板层为一体结构，柱塞与上滤板层为一体结构，下滤板层和上滤板层中均含有径向孔道和沿板层厚度的轴向孔道。底座的下滤板层、水泥基材料圆柱试件以及柱塞的上滤板层的周向通过收缩套管包裹。本实施方式水泥基材料流体渗透率的测试装置也能应用于测试其它流体介质的水泥基材料渗透率，包括液体和气体。不可压缩的其它流体的渗透率与水分渗透率测试方法相同。可压缩气体的渗透率的测试方法是通过测试多个不同压力驱动下的表观渗透率，进而考虑气体的可压缩性进行回归得到水泥基材料试件的本征气体渗透率。但对其它除水以外的流体介质，由于渗透率较大，所需恒定压力及围压较小，比如气体渗透率测试时最大进气压力一般只需0.5MPa左右。本实施方式测试某种流体介质的水泥基材料渗透率时，选用相同的流体来充盈压力室以密封试件侧面。本实施方式密封套的上下管沿处沿径向分别延伸出凸缘，密封套的断面形状呈C形，顶盖、底板和套筒之间采用密封圈进行密封，这种C形自密封结构的密封套易于加工，便于脱模以控制加工精度。通过密封套紧箍住水泥基材料试件，压力室内能增压至10MPa以上，密封效果优异。本实施方式将水泥基材料圆柱试件套设在收缩套管中，收缩套管能够防止密封套在较高压力下在试件上下界面处所产生的剪切破坏，同时起到延长密封套使用寿命的作用。本实施方式竖直注水通道从二级圆形凸台的台面伸出，底座中心处开有与伸出的注水通道相配合的通孔，注水通道从二级圆形凸台的台面伸出长度与底座的厚度相同。本实施方式在密本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水泥基材料流体渗透率的测试装置，其特征在于该水泥基材料流体渗透率的测试装置包括底板(1)、套筒(2)、顶盖(3)、密封套(4)、柱塞(6)、收缩套管(8)和底座(9)，沿圆形底板(1)的径向在板体内设置有水平注水通道(1‑1)，在底板(1)的圆心处沿轴向设置有竖直注水通道(1‑2)，竖直注水通道(1‑2)与水平注水通道(1‑1)相连通，底板(1)的上板面设置两级圆形凸台，两级圆形凸台沿轴向由下至上依次为一级圆形凸台(1‑3)和二级圆形凸台(1‑4)，圆管形的密封套(4)竖直设置，密封套(4)的上下管沿处沿径向分别延伸出周向凸缘(4‑1)，密封套(4)的底部套设在二级圆形凸台(1‑4)的周向上；底座(9)的上表面为下滤板层(7‑1)，在底座(9)的下滤板层(7‑1)表面放置有水泥基材料圆柱试件(10)形成试样组件，试样组件的周向通过收缩套管(8)紧密包裹，收缩套管(8)套设在密封套(4)中；顶盖(3)的下盖面上设置有圆环凸台(3‑1)，顶盖(3)的中心处开有柱塞孔，顶盖(3)上还开有排气口(3‑2)，套筒(2)的下部筒口通过螺栓(11)套设在底板(1)的一级圆形凸台(1‑3)周向上，套筒(2)的上部筒口通过螺栓(11)套设在顶盖(3)的圆环凸台(3‑1)的周向上，套筒(2)与密封套(4)之间的腔室为压力室(12)，在套筒(2)的筒壁上开有注入口(2‑1)；柱塞(6)的下表面为上滤板层(7‑2)，柱塞(6)插嵌入密封套(4)中，柱塞(6)的上滤板层(7‑2)与水泥基材料圆柱试件(10)的顶面接触，在柱塞(6)中心沿轴向开有排水通道(6‑1)。...

【技术特征摘要】
1.水泥基材料流体渗透率的测试装置，其特征在于该水泥基材料流体渗透率的测试装置包括底板(1)、套筒(2)、顶盖(3)、密封套(4)、柱塞(6)、收缩套管(8)和底座(9)，沿圆形底板(1)的径向在板体内设置有水平注水通道(1-1)，在底板(1)的圆心处沿轴向设置有竖直注水通道(1-2)，竖直注水通道(1-2)与水平注水通道(1-1)相连通，底板(1)的上板面设置两级圆形凸台，两级圆形凸台沿轴向由下至上依次为一级圆形凸台(1-3)和二级圆形凸台(1-4)，圆管形的密封套(4)竖直设置，密封套(4)的上下管沿处沿径向分别延伸出周向凸缘(4-1)，密封套(4)的底部套设在二级圆形凸台(1-4)的周向上；底座(9)的上表面为下滤板层(7-1)，在底座(9)的下滤板层(7-1)表面放置有水泥基材料圆柱试件(10)形成试样组件，试样组件的周向通过收缩套管(8)紧密包裹，收缩套管(8)套设在密封套(4)中；顶盖(3)的下盖面上设置有圆环凸台(3-1)，顶盖(3)的中心处开有柱塞孔，顶盖(3)上还开有排气口(3-2)，套筒(2)的下部筒口通过螺栓(11)套设在底板(1)的一级圆形凸台(1-3)周向上，套筒(2)的上部筒口通过螺栓(11)套设在顶盖(3)的圆环凸台(3-1)的周向上，套筒(2)与密封套(4)之间的腔室为压力室(12)，在套筒(2)的筒壁上开有注入口(2-1)；柱塞(6)的下表面为上滤板层(7-2)，柱塞(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：周春圣，赵威，李泓昊，李亮，王伟，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23