[发明专利]混凝土透水系数测定仪及测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑材料透水系数测定装置及方法，尤其涉及一种混凝土的透水系数测定仪及测量方法。

背景技术

混凝土是指由胶凝材料将骨料胶结成整体的工程复合材料的统称。混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。透水混凝土又称多孔混凝土、无砂混凝土或透水地坪，是由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻的特点。透水混凝土由欧美、日本等国家针对原城市道路的路面缺陷而开发使用，能让雨水流入地下，可有效补充地下水，缓解城市的地下水位急剧下降等城市环境问题，并能有效的消除地面上的油类化合物等对环境污染的危害。常规的透水混凝土拥有15％-25％的孔隙，能够使透水速度达到31-52升每米每小时，远远高于最有效的降雨在最优秀的排水配置下的排出速率。因此，透水混凝土被认为是保护地下水、维护生态平衡、缓解城市热岛效应，建设海绵城市的优良建筑材料。

透水系数是反映透水混凝土透水性的指标，也是反映透水混凝土性能的关键指标之一，它反映了材料内部孔隙的大小、数量、分布以及连通等情况，通常是指在固定水位下，透水混凝土在单位时间内通过单位面积上的透水量，单位为毫米每秒。因此，透水系数也称为透水混凝土研发中最重要的测定指标。也有在不固定水头，固定流量的条件下描述透水混凝土透水性能的方法。这种方法多用于透水性能相对较差的混凝土。目前，对于透水混凝土透水系数的测试，不同的研究者基于大致相同的原理开发了不同的仪器设备，但这些设备中都将试件置于一个较大的带溢流口的水槽内，测量时透过试件的水会进入该溢水槽，通过测量溢水槽中被透过水所挤压溢出槽的水量来推算试件的透水系数。但这类设备和方法都不够成熟，水槽深度不一样，挤压压力不一样，水槽宽度不一样，挤压溢出槽的水量不稳定，透水试件侧面液体侧漏，存在结构复杂、操作繁琐、测量误差较大、浪费水资源，不环保以及应用场合限制等问题。

因此，有必要通过结构的改进克服上述技术问题，进一步提高透水系数测定的科学性和准确性。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种透水混凝土透水系数的测定装置及测定方法，能够克服现有设备的多种缺陷，进一步降低操作难度、提高测试精度。

本发明实现上述目的所采用的技术方案为：

首先，提供一种测定透水混凝土透水系数的装置，包括主体安装框架，所述的主安装框架上部装有水箱式试块夹具，中部装有透过水收集件，下部设置透过水路，底部设置称量容器和带水泵的储水容器；主安装框架一侧设有电控单元；

所述的水箱式试块夹具包括一对可开闭夹板和夹板开闭控制机构；所述的一对可开闭夹板闭合后形成底端开放的直立筒，其筒深不小于试件高度的2倍；所述的每个夹板内表面设有弹性材料层；所述的可开闭夹板底端设有防止试件下坠的限位筋；所述的夹板上半部设有进水口和溢流口；所述的进水口连接所述的储水容器的水泵；所述的溢流口通过管道连接所述的储水容器；

所述的透过水收集件设置在所述水箱式试块夹具下方，其上开口面积大于所述的可开闭夹板闭合后形成的下端口面积；

所述的透过水路分为排水管和计量水管，并设置电磁阀用于在排水管和计量水管间切换水流；所述的排水管外接下水，所述的计量水管通入所述的称量容器；所述的称量容器通过管道和电控阀门连接所述的储水容器；

所述的电控单元至少设置控制按钮、控制电路和继电器；所述的控制电路与所述的继电器电连接，所述的继电器与所述的电磁阀电连接，以控制透过水路中透过水的流向切换。

本发明的方案中，所述的主体安装框架的具体形式没有特殊的限定，可以是骨架式、台桌式或箱体式；所述的形状也没有特别限定，可以是整体呈圆柱或方柱或二者的结合。本发明优选的方案中，所述的主体安装框架是表面开有若干孔的方形箱体；所述的水箱式试块夹具固定安装在所述箱体上表面，所述的透过水路、称量容器和带水泵的储水容器都置于所述箱体内部；所述的透过水收集件透过所述箱体上表面的孔安装在所述水箱式试块夹具正下方。

本发明的方案中，所述的水箱式试块夹具的作用是将设定水头、固定试块及试块侧封一体化。当试块放入夹板之间、夹板闭合后，一对夹板借助外部提供的挤压力将试块沿水平方向夹紧，使试块竖直固定于夹板形成的筒内下部，此时夹板内表面的弹性材料层能够很好地填充并封闭试块侧表面的孔隙，在对试块完成固定的同时也实现了侧封，与此同时，试块以上的筒内空间注水后即直接形成了测试水头，由此，通过本发明所述的水箱式试块夹具可以一举多得地完成水头的设定、试块的固定及侧封。