基于混凝土浆液介质的透水模板布渗透性测试方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于混凝土浆液介质的透水模板布渗透性测试方法和装置，方法为：第一步，按混凝土施工配合比配制水泥砂浆，去除石子粗骨料后，灌入水泥砂浆，在完整渗透侧面敷上待测饱和透水模板布；第二步，向试样施加水平荷载，模拟实际模板工程中不同部位的混凝土浆体侧压力并保持稳定压力值，计算各相应计时单元的平均渗排水量和平均单元渗排速率。第三步，整理试验数据，获得综合时变渗透系数的实验表达式；第四、五步，改变试样配合比或调整侧压力值获得相应条件下综合时变渗透系数的实验表达式；第六步，获得综合时变渗透系数变化率ψ，第七步，测试试样饱和透水模板布试验前后的淤堵程度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多孔介质材料渗透性能测试领域，特别涉及一种基于混凝土浆液 介质的透水模板布渗透性测试方法。二
技术介绍
透水模板布是一种短纤非织造类无纺布，用于浇注混凝土时内衬在模板面 上，渗排混凝土浆液中浅层的多余水份和气体，降低浅层混凝土浆液水灰比和气 泡含量，同时改善混凝土养护条件，从而提高混凝土表层的密实性能和表观性能。渗透性能是多孔介质材料性能测试的重要内容之一。对于短纤非织造类无纺 布，在土木水利类工程中的应用主要是发挥其反滤、排水作用，目前国内外透水 性模板布产品已应用于工程实践，但其渗透排水性能测试理论和方法还是空白， 个别产品生产厂家参照IS0/FDIS11058—98T(E)《土工织物及其相关产品无压 时的垂直渗透试验》、ASTMD4716—87《土工织物及其相关产品在常水头下的导 水率(沿织物平面流动)试验》、ISO / FDIS12958—98E《土工织物及其相关产品 沿织物平面输水能力的测定》、《JTG E50-2006公路土工合成材料试验规程》 以及《土工合成材料测试规程》(SL/T235-1999)等测试规范或规程，有垂直渗透 系数和水平渗透系数的测试两项内容。测试的基本原理是基于Darcy渗透定律原 理进行的，测试应满足恒定层流渗流场条件、采用定水头或变水头测试方法，渗 透流体介质(2(TC饱和纯净水)是Newton体，实验中渗透系数值是用不同恒定 水头下渗透流速v与对应的水力坡降J获得的的稳定线性部分的斜率表示，反映 多孔介质材料本身的渗透排水性能。目前所采用的这些测试方法存在如下缺点，第一，混凝土浆液是Bingham体 而非Newton体，其渗透规律不满足上述简单Darcy渗透定律测试原理；第二， 本项测试混凝土浆液浅层的多余水份的渗排过程因混凝土初凝固化而迅速衰减 停止，是非恒定渗流；第三，透水模板布结构分为表层过滤层和内层水平排水层， 由于透水模板布结构在实际工作中因混凝土浆液的侧压力作用以及渗排淤堵而导致其垂直及水平渗透性能耦合影响，所以分别单独测试透水模板布在恒定层流 渗流场、定水头或变水头及水流体介质条件下的水平系数和垂直渗透系数，不能 表征其实际渗透排水工作性能，必须根据透水模板布工作特点重新选择合适的测试方法。三
技术实现思路
为了解决现有技术存在的透水性能测试方法不能表征其实际渗透排水工作 性能的缺点，本专利技术提供了一种基于混凝土桨液介质的透水模板布渗透性测试方 法及其装置，可以真实反应实际施工状态下的透水模板布的渗透性能。本专利技术的技术方案为一种基于混凝土浆液介质的透水模板布渗透性测试方法，步骤为第一步，对待测透水模板布进行烘干，称量记录干重；按混凝土施工配合比 配制水泥砂浆，去除石子粗骨料后，由封闭俐格垫的顶面灌入水泥砂浆，振捣密 实后，在封闭网格垫的完整渗透侧面敷上待测饱和透水模板布，通过调节加压板 安装好待测试样饱和透水模板布，使试样待测饱和透水模板布处于不漏浆、不滑 脱状态；第二步，向试样施加水平荷载，模拟实际模板工程中不同部位的混凝土浆体 侧压力并保持稳定压力值，同时计时，用集水槽收集渗排水量，每5min为一个 计时单元，计算各计时单元的渗排水量，计算各单元渗排速率，直至90min或不 排水时结束试验；为消除测试误差，可对同一试验条件重复测试一次，但透水模 板布必须更换，计算各相应计时单元的平均渗排水量和平均单元渗排速率。第三步，整理试验数据，依据公式(1)绘制该侧压力条件下渗透速度v—时 间T的衰减曲线，通过指数函数拟合获得综合时变渗透系数(Kc)的实验表达 式；<formula>formula see original document page 5</formula> (1)(l)式中V—渗透流速(cm/s)， Ke—综合时变渗透系数(cm/s)， J—水力坡 降(无量纲)，Q—渗透流量(l/s)， A—试样面积(cm2)。第四步，改变试样配合比，重复第一至三步试验可获得不同配合比混凝土浆 液在固定侧压力条件下渗透速度v—时间T的衰减曲线，通过指数函数拟合获得 相应配合比下综合时变渗透系数的实验表达式；第五步，同理，调整侧压力值，重复第一至三步试验可获取不同侧压力在固 定配合比混凝土浆液条件下各相应测试时间段综合时变渗透系数(Kc)—压力 (P)的影响曲线；第六步，设综合时变渗透系数变化率为V，则V为Kc的导数，艮口(2)式中V—综合时变渗透系数变化率(cm/s/min);第七步，测试试样饱和透水模板布试验前后的淤堵程度，用下式表示;=* 100%; (3 )C一试样淤堵度； GD。一试验前烘干试样质量(g); G^—试验后烘干试样质量(g);根据4判断在实际施工状态下的试样饱和透水模板布的淤堵程度。第一步中所述的封闭网格垫由劲性PE格栅矩形网格垫和防渗套组成，防渗 套包覆住劲性PE格栅矩形网格垫的底面、前面、后面三个面和左右侧面中的一个面，没有包覆的那个侧面作为完整渗透侧面。一种用于所述的基于混凝土浆液介质的透水模板布渗透性测试方法中的装 置，所述装置包括加压装置、反力支架、导杆、导轨、加压板和底座板，反力支 架分别垂直设于底座板的左右两边，在底座板上、左反力支架的内侧设有集水槽， 在右反力支架的内侧设有加压板，加压板通过导杆与右反力支架连接，在底座板 上设有导轨，加压装置设于加压板和右反力支架之间，所述的加压装置为油压千 斤顶。本专利技术按照在实际施工状态下的透水性模板布的渗排性能的情况，使用综合 时变渗透系数来衡量透水模板布的渗排性能，综合时变渗透系数的含义是考虑透 水模板布的渗排效果由浆体中水分在模板布表层的入渗，包括浆液细颗粒的入渗 淤堵，和沿平面内的重力排水组合作用而体现出来的，同时还因渗排压力和时间的变化而发生改变。综合时变渗透系数测试为在设定混凝土配合比W/B (W/B为水的质量/胶凝物质量)条件下和设定侧压力条件下，测定饱和振捣密实的混 凝土浆液试样通过被测试的透水模板布所获得的各相同连续时间段的渗排流量，计算综合渗排流速，考虑透水模板布主要渗排性能体现于水平平面内导水，垂直 平面内渗排阻力可忽略，所以近似认为其主要为水平平面内重力导水，其水力坡 降hl，因此，测试不同时间单元段内的渗排流速V即可近似表征综合时变渗透 系数Kc。显然，综合时变渗透系数Kc是一个衰减的指数函数曲线。Kc函数曲 线的影响因素很多，包括透水模板布的材料几何性能、浆液介质性能变化、压力 衰减变化、颗粒淤堵程度以及排渗历时等，为区别普通意义上的水平渗透系数或 垂直渗透系数，所以定义其为综合时变渗透系数Kc。鉴于渗排过程中因水泥浆 颗粒的淤塞、不同部位和不同时点侧压力的变化以及混凝土桨液的凝结固化而引 起渗排流速流量流速的变化，所以定义了综合时变渗透系数Kc，用以表达某种 特定材料几何性能透水模板布的渗透性能与特定混凝土配合比、混凝土侧压力、 渗排历时相互关系。利用可控加载系统模拟实际混凝土浆体倒入模板后对渗透模板布的侧压力， 采用劲性PE格栅矩形网格垫+只留顶面和一个完整渗透侧面而其他四面均封闭 的防渗套构成混凝土浆体试样模型，通过给定的恒定侧压力，测试试样的排水规 律，绘制渗排速率与时间的关系曲线，获取综合时变渗透系数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混凝土浆液介质的透水模板布渗透性测试方法，其特征在于，步骤为：　第一步，对待测透水模板布进行烘干，称量记录干重；按混凝土施工配合比配制水泥砂浆，去除石子粗骨料后，由封闭网格垫的顶面灌入水泥砂浆，振捣密实后，在封闭网格垫的完整渗透侧面敷上待测饱和透水模板布（１４），通过调节加压板安装好待测试样饱和透水模板布（１４），使试样待测饱和透水模板布（１４）处于不漏浆、不滑脱状态；　第二步，向试样施加水平荷载，模拟实际模板工程中不同部位的混凝土浆体侧压力并保持稳定压力值，同时计时，用集水槽（１５）收集渗排水量，每５ｍｉｎ为一个计时单元，计算各计时单元的渗排水量，计算各单元渗排速率，直至９０ｍｉｎ或不排水时结束试验；更换透水模板布，对同一试验条件重复测试一次，计算各相应计时单元的平均渗排水量和平均单元渗排速率；　第三步，整理试验数据，依据公式（１）绘制该侧压力条件下渗透速度ｖ－时间Ｔ的衰减曲线，通过指数函数拟合获得综合时变渗透系数（Ｋ↓［Ｃ］）的实验表达式；　Ｖ＝Ｋ↓［Ｃ］×Ｊ＝Ｑ／Ａ　（１）　（１）式中：Ｖ－渗透流速（ｃｍ／ｓ），Ｋ↓［Ｃ］－综合时变渗透系数（ｃｍ／ｓ），Ｊ－水力坡降，Ｑ－渗透流量（ｌ／ｓ），Ａ－试样面积（ｃｍ↑［２］）；　第四步，改变试样配合比，重复第一至三步试验可获得不同配合比混凝土浆液在固定侧压力条件下渗透速度ｖ－时间Ｔ的衰减曲线，通过指数函数拟合获得综合时变渗透系数的实验表达式；　第五步，同理，调整侧压力值，重复第一至三步试验可获取不同侧压力在固定配合比混凝土浆液条件下各相应测试时间段综合时变渗透系数（Ｋ↓［Ｃ］）－压力（Ｐ）的影响曲线；　第六步，设综合时变渗透系数变化率为ψ，则ψ为Ｋ↓［Ｃ］的导数，即：　ψ＝ｄ（Ｋ↓［Ｃ］）／ｄｔ　（２）　（２）式中：ψ－综合时变渗透系数变化率（ｃｍ／ｓ／ｍｉｎ）；　第七步，测试试样饱和透水模板布（１４）试验前后的淤堵程度，用下式表示：　ζ＝［（Ｇ↓［Ｄ１］－Ｇ↓［Ｄ０］）／Ｇ↓［Ｄ０］］＊１００％；　（３）　ζ－试样淤堵度；　Ｇ↓［Ｄ０］－试验前烘干试样质量（ｇ）；　Ｇ↓［Ｄ１］－试验后烘干试样质量（ｇ）；　根据ζ判断在实际施工状态下的试样饱和透水模板布的淤堵程度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田正宏，顾冲时，武良金，刘兆磊，王晓，孟思宇，王会，许敏钟，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]