本發(fā)明涉及土木工程材料測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及混凝土透水系數(shù)的測試裝置和測試方法。

背景技術(shù)：

透水混凝土是具有連續(xù)孔隙結(jié)構(gòu)的混凝土，相比普通混凝土具有很強(qiáng)的透水性，目前大量應(yīng)用于停車場、人行道以及公園等公共場所，能夠有效地解決路面排水不暢，緩解城市內(nèi)澇，降低城市的“熱島效應(yīng)”，吸聲降噪，是創(chuàng)建“海綿城市”的重要材料。水混凝土在研發(fā)時要測定透水系數(shù)這一關(guān)鍵指標(biāo)，但目前對于混凝土透水系數(shù)的測定，缺乏統(tǒng)一的測試裝置，各科研機(jī)構(gòu)自行制作。大部分混凝土透水系數(shù)測試裝置構(gòu)造復(fù)雜、制作繁瑣，計算涉及測定的參數(shù)較多，測試結(jié)果不具備可比較性，給透水混凝土研究產(chǎn)生了很大不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于公開了混凝土透水系數(shù)的測試裝置和測試方法，解決了現(xiàn)有混凝土透水系數(shù)測試裝置構(gòu)造復(fù)雜、制作繁瑣、計算涉及測定的參數(shù)較多的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

混凝土透水系數(shù)的測試裝置，包括水槽、墊塊、標(biāo)有刻度線且用于容納混凝土試件的透水管、橡皮泥和出水管；墊塊設(shè)于水槽內(nèi)的底板上；透水管位于水槽內(nèi)且設(shè)于墊塊上；橡皮泥的形狀和透水管的內(nèi)壁相配合，實(shí)現(xiàn)將混凝土試件與透水管內(nèi)壁之間的縫隙密封；出水管連通水槽。

進(jìn)一步，所述墊塊的高度h3為n×20mm；所述刻度線包括第一刻度線和第二刻度線，第一刻度線距所述底板高h(yuǎn)1為n×200mm，第二刻度線32距底板11高h(yuǎn)2為n×100mm,透水管3的第一刻度線和第二刻度線之間的容積為n×0.001m³，所述出水管與所述水槽接口處距底板的高度h4為n×120mm；n為大于0的自然數(shù)。

進(jìn)一步，所述透水管的橫截面是內(nèi)邊長大于或等于102mm的正方形或內(nèi)直徑大于或等于102mm的圓形。

進(jìn)一步，所述水槽為底部封閉且頂部開口的結(jié)構(gòu)，由PVC材料制成。

進(jìn)一步，所述水槽1的高度為300mm，水槽的側(cè)壁厚度和底部厚都是5mm，底面積為300mm×300mm。

進(jìn)一步，包括4個所述墊塊，4個墊塊繞所述透水管的中軸線環(huán)形分布，用于支撐透水管。

進(jìn)一步，所述墊塊為正方體結(jié)構(gòu)，墊塊的長度為20mm、寬度為20mm。

進(jìn)一步，所述透水管上下通透，所述刻度線標(biāo)于透水管的內(nèi)壁，透水管由PVC材料制成。

進(jìn)一步，所述透水管的高度為400mm，透水管的壁厚為5mm。

進(jìn)一步，所述出水管的管內(nèi)徑為20mm，出水管的壁厚為2mm，出水管包括連接所述水槽的平直段和連接平直段的傾斜段，平直段的長度為100mm，傾斜段和水平面的夾角X為30度，傾斜段的長度L2為300mm，傾斜段52向左下傾斜。實(shí)施例一的其它結(jié)構(gòu)參見現(xiàn)有技術(shù)。

混凝土透水系數(shù)的測試方法，利用所述混凝土透水系數(shù)的測試裝置，包括：

S1、將所述混凝土試件裝入所述透水管中，混凝土試件是邊長為n×100mm的正方體，混凝土試件的下表面與透水管底端的端面平齊，混凝土試件的上表面和所述第二刻度線平齊，將混凝土試件與透水管內(nèi)壁之間的縫隙用所述橡皮泥填滿，使縫隙不漏水；

S2、向所述水槽中加水，使水位到達(dá)所述出水管與水槽接口處的下側(cè)；

S3、水槽中的水面穩(wěn)定后，再向所述透水管中注水至所述第一刻度線處，透水管中的水面和水槽中水面的距離為水頭差H，開始計時，待透水管中水面下降到混凝土試件的上表面時，停止計時，檢測出透水管中的水流完的時間差△t，通過公式計算出透水系數(shù)K，式中，K-透水系數(shù)mm/s，△t-時間差s。

進(jìn)一步，在步驟S2中，向所述水槽中注入水，直至水從所述出水管溢出，停止注水，靜置一定時間待水槽中的水面穩(wěn)定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明采用以上結(jié)構(gòu)，簡單、易制作、易操作、計算過程簡單，可以滿足透水率的測試需求；體積小、重量輕，只需一個人就可以完成實(shí)驗的測試。實(shí)驗裝置制作過程簡單，所需材料少，實(shí)驗過程直觀。通過設(shè)計成特定的尺寸，采用簡化后的公式即可方便、快捷的計算出透水系數(shù)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明所述混凝土透水系數(shù)的測試裝置，實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1-水槽；11-底板；2-墊塊；3-透水管；31-第一刻度線；32-第二刻度線；4-橡皮泥；5-出水管；51-平直段；52-傾斜段；6-混凝土試件。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

如圖1所示實(shí)施例一混凝土透水系數(shù)的測試裝置，包括水槽1、墊塊2、標(biāo)有刻度線且用于容納混凝土試件6的透水管3、橡皮泥4和出水管5。墊塊2設(shè)于水槽1內(nèi)的底板11上。透水管3位于水槽1內(nèi)且設(shè)于墊塊2上。橡皮泥4的形狀和透水管3的內(nèi)壁相配合，實(shí)現(xiàn)將混凝土試件6與透水管3內(nèi)壁之間的縫隙密封，使縫隙不漏水。出水管5連通水槽1。實(shí)施例一采用以上結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、易于操作、計算簡便和準(zhǔn)確。

水槽1為底部封閉且頂部開口的結(jié)構(gòu)，由PVC材料制成，水槽1的高度為300mm，水槽的側(cè)壁厚度和底部厚都是5mm，底面積為300mm×300mm。

墊塊2為正方體結(jié)構(gòu)，墊塊2的長度為20mm、寬度為20mm、高度h3為20mm。本實(shí)施例包括4個墊塊2，4個墊塊2繞透水管3的中軸線環(huán)形分布，用于支撐透水管3。

透水管3上下通透，刻度線標(biāo)于透水管的內(nèi)壁，包括第一刻度線31和第二刻度線32，第一刻度線31距底板11高h(yuǎn)1為200mm，第二刻度線32距底板11高h(yuǎn)2為100mm,透水管3的第一刻度線31和第二刻度線32之間的容積滿足0.001m³水的度量。透水管3為PVC材料制成。透水管3的高度為400mm，透水管3的壁厚為5mm。透水管的橫截面可以是內(nèi)邊長為102mm的正方形或內(nèi)直徑為102mm的圓形，以適應(yīng)混凝土試件6。

出水管5與水槽1接口處距底板11的高度h4為120mm。出水管5的管內(nèi)徑為20mm，出水管5的壁厚為2mm。出水管5包括連接水槽1的平直段51和連接平直段51的傾斜段52，平直段51的長度為100mm，傾斜段52和水平面的夾角X為30度，傾斜段52的長度L2為300mm，傾斜段52向左下傾斜。

作為對實(shí)施例一的進(jìn)一步說明，實(shí)施例一可以根據(jù)混凝土試件6的大小進(jìn)行同比例縮放，以適應(yīng)不同尺寸規(guī)格的混凝土試件測試，與實(shí)施例一配合的混凝土試件6的尺寸為長100mm×寬100mm×高100mm的正方體。當(dāng)混凝土試件6的長寬高分別放大n倍時，墊塊的高度h3、第一刻度線距底板高h(yuǎn)1、第二刻度線距底板高h(yuǎn)2、透水管的第一刻度線和第二刻度線之間的容積為、出水管與水槽接口處距底板的高度h4也分別放大n倍，n為大于0的自然數(shù)?；炷猎嚰?的尺寸可為100mm×100mm×100mm、150mm×150mm×150mm、200mm×200mm×200mm等。

實(shí)施例一的其它結(jié)構(gòu)參見現(xiàn)有技術(shù)。

實(shí)施例二

實(shí)施例二混凝土透水系數(shù)的測試方法，利用實(shí)施例一所示混凝土透水系數(shù)的測試裝置，包括：

S1、將混凝土試件6裝入透水管中，混凝土試件6是邊長為100mm的正方體，混凝土試件6的下表面與透水管底端的端面平齊，混凝土試件6的上表面和第二刻度線32平齊，將混凝土試件6與透水管內(nèi)壁之間的縫隙用橡皮泥4填滿，使縫隙不漏水。

S2、向水槽1中加水，使水位到達(dá)出水管5與水槽1接口處的下側(cè)(即如果水位再升高，水即從出水管5流出)。具體操作時，可向水槽1中注入水，直至水從出水管5溢出，停止注水，靜置一定時間(例如30s)待水槽1中的水面穩(wěn)定。

S3、水槽1中的水面穩(wěn)定后，再向透水管3中注水至第一刻度線31處(即注入0.001m³的水)，透水管3中的水面和水槽1中水面的距離為水頭差H，實(shí)施例二中水頭差H為100mm；開始計時，待透水管3中水面下降到混凝土試件6的上表面時，停止計時，檢測出透水管3中的水流完的時間差△t，通過公式計算出透水系數(shù)K，式中，K-透水系數(shù)mm/s，△t-時間差s。

作為本實(shí)施例二的進(jìn)一步說明，現(xiàn)在說明其原理：公式根據(jù)透水系數(shù)計算公式推導(dǎo)出來。

式中，K-透水系數(shù)mm/s；

Q-透過混凝土試件6的水量，單位mm³；實(shí)施例二中透水管內(nèi)壁的第一刻度線31和第二刻度線32之間的容積滿足0.001m³水的度量，故Q＝0.001m³＝100mm×100mm×100mm。

D-混凝土試件6的厚度，單位mm；實(shí)施例二中，混凝土試件為邊長為100mm的正方體，D＝100mm。

A-混凝土試件6的橫截面面積，單位mm²；實(shí)施例二中，混凝土試件為邊長為100mm的正方體時，故A＝100mm×100mm。

H-水頭差，為透水管3中的水面和水槽1中水面的距離，單位mm；由于出水管5與水槽1的接口處距離水槽內(nèi)底板11的距離為120mm，墊塊2的高度為20mm，第二刻度線32距離透水管的底端100mm，故水槽內(nèi)水面和第二刻度線平齊，H＝h1-h2＝200mm-100mm＝100mm。

△t-時間差，單位s。

通過實(shí)施例一和實(shí)施例二的固定尺寸可以得出最終得出簡化后的透水系數(shù)公式從而計算出透水系數(shù)K。

實(shí)施例二向透水管注入100立方毫米的水，然后測定透水管中的水流完的時間△t，通過簡化后的透水系數(shù)公式計算出透水系數(shù)。

實(shí)施例二的其它結(jié)構(gòu)和方法參見現(xiàn)有技術(shù)。

本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動和變型屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。