一种混凝土抗渗性能试验装置及方法与流程

1.本发明属于抗渗性能试验技术领域，特别涉及一种混凝土抗渗性能试验装置及方法。


背景技术：

2.混凝土的抗渗性是混凝土的基本性能，也是混凝土耐久性的重要特点。混凝土的抗渗性不仅表征混凝土耐水流穿过的能力，也影响到混凝土抗碳化、抗氯离子渗透等性能。抗渗等级是以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验时所能承受的最大水压力来确定。
3.gb50164-2011《混凝土质量控制标准》中对如何进行混凝土抗渗试验有明确规定：试件养护至试验前一天取出，将表面晾干，然后在其侧面涂一层熔化的密封材料，随即在加压装置上，将试件压入经烘箱预热过的试件套中，稍微冷却后，解除压力；连同试件套装在抗渗仪上进行试验；从水压为0.1mpa开始，以后每隔8小时增加水压0.1mpa，随时注意观察试件端面的渗水情况；当6个试件中有3个试件端面渗水时，停止试验，记下当时的水压；在试验过程中，如发现水从试件周边渗出，则停止试验，重新密封。根据混凝土试件在抗渗试验时所能承受的最大水压力，混凝土的抗渗等级划分为p4、p6、p8、p10、p12等五个等级，相应表示混凝土抗渗试验时一组6个试件中4个试件未出现渗水时不同的最大水压力。
4.传统的混凝土在放入抗渗性能试验装置(如图7所示)检测时需要进行多项操作，比如在试件侧面涂抹密封材料、将试件通过液压设备装模等，现有技术中混凝土试件入模后放入试验装置的渗水平台上，然后拧紧至少六颗螺丝固定，操作繁琐的同时无法保证装置整体的气密性。因此，提出一种混凝土抗渗性能试验装置及方法。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明的首要目的在于提供一种混凝土抗渗性能试验装置及方法。
6.通过以下制备工艺来实现上述目的：
7.本发明提供了一种混凝土抗渗性能试验装置，包括装置主体、工作台和柱状的试模，所述试模包括与工作台一体连接的固定模以及在工作台上滑动的活动模，所述试模的上方设有用于采集试模内混凝土试件红外图像的红外摄像头；
8.所述试模的底端设有上表面开设渗水槽的渗水台，所述渗水槽的中间通过出水口连接进水管和阀门，所述出水口轴线中心设有用于堵住出水口的组件一，所述出水口和阀门之间形成通道，所述通道的一侧设有用于检测气密性的组件二，所述组件二利用活动模向固定模靠近检测试验开始前渗水台和试模的气密性。
9.作为上述技术方案的进一步改进：还包括伸缩装置及其驱动的伸缩件，所述伸缩件的一端位于活动模的外壁。
10.作为上述技术方案的进一步改进：所述工作台的上表面设有与活动模相匹配的活
动槽，所述活动槽上端设有用于对活动模左右限位的至少两组滑槽。
11.作为上述技术方案的进一步改进：所述组件二包括位于活动模下端的密封筒、位于密封筒前端的活塞杆、位于渗水台下端且与通道连通的进气口，所述活塞杆的一端通过第一弹簧与密封筒内壁连接，另一端位于进气口内。
12.作为上述技术方案的进一步改进：所述密封筒位于活动模外侧的上表面设有带刻度的观察口。
13.作为上述技术方案的进一步改进：所述组件一包括位于出水口轴线中心的中心件、通过第二弹簧与中心件下端连接且用于堵住通道的弹性塞以及位于中心件下端用于连通通道和出水口的出水网。
14.作为上述技术方案的进一步改进：所述固定模和活动模的相对面均固定设有硅胶层，所述活动模的两开口端均设有凸块，所述固定模的两开口端设有与凸块相匹配的凹槽。
15.作为上述技术方案的进一步改进：所述固定模和活动模的两开口端外壁上均设有延板，所述固定模的延板上设有朝向活动模的凸柱，所述活动模的延板上设有背向固定模且与凸柱相匹配的凸筒，所述凸筒的内部设有与凸柱相抵的第三弹簧。
16.作为上述技术方案的进一步改进：所述固定模的外壁上设有转动座以及转动杆，所述红外摄像头位于转动杆上。
17.本发明还提供了一种混凝土抗渗性能试验方法，利用上述混凝土抗渗性能试验装置，所述装置主体还包括主控模块、数据传输模块，试验方法包括以下步骤：
18.(1)将柱状的试件放在渗水台上，内壁与固定模贴合，再将活动模向试件和固定模移动直至固定，检测气密性后，将红外摄像头移动至试件正上方；
19.(2)开启阀门，从水压为0.1mpa起每隔8小时增加水压0.1mpa，向渗水槽注水，在注水时定时利用红外摄像头采集试件的红外图像传输至主控模块进行数字化转化，并通过数据传输模块至计算机；
20.(3)通过计算机上的对比分析检测系统对数字化的红外图像进行对比分析，获得实时的试件渗水数据，其中所述对比分析是运用图像识别算法根据红外图像的温度云图中温度变化的快慢推算出试件渗漏情况，当实时的试件渗水数据超过计算机设定值，计算机判断该试件渗水，当6个试件中有3个试件渗水时，停止试验，通过计算机发出指令至主控模块控制阀门关闭，计算机记下当时的水压h，并根据以下公式计算混凝土抗渗标号s：
21.s＝10h－1
22.其中，h的单位为mpa。
23.本发明的有益效果在于：
24.(1)相比较传统的试件装模更简单便捷，传统的时间养护成型后，首先要在侧壁涂一层密封材料，然后放入试模中，再通过液压设备对试件和试模进行压紧，将其整体对准试验装置工作台上的至少六组螺柱放入渗水台上方，然后分别拧紧螺丝，本发明的试验装置，不需要使用液压设备对试件和试模进行压紧，也没有大量拧紧螺丝的工作，在使用时，直接将试件放入渗水台，然后固定模和活动模固定即可。
25.(2)相比较传统的试件装模需要涂抹密封材料，本发明在试模的内壁上设有硅胶层，一方面可以防止试件渗水对试模表面造成影响，另一方面对活动模和固定模以及渗水台整体起到优异的密封效果，同时，还便于试件从试模中脱模。
26.(3)本发明中在将试件固定在试模的过程中，需要将活动模向固定模推进，在阀门关闭的情况下，组件二逐渐靠近通道，由于上方试件的阻挡，若气密性良好则组件一被抬起，气密性不好则推动过程中出现推力时大时小的情况，当活动模和固定模完全固定时，若气密性仍然保持优异，则组件二不产生位移，若气密性不好，则组件二产生位移，在未进行试验时就可以精准的进行密封性检测，避免试验过程中出现向外渗水，需要重新准备试件和试验过程。
附图说明
27.图1是本发明混凝土抗渗性能试验装置的主视图；
28.图2是本发明混凝土抗渗性能试验装置的俯视图；
29.图3是本发明混凝土抗渗性能试验装置的试模及其底端结构示意图；
30.图4是本发明混凝土抗渗性能试验装置图3的a处放大图；
31.图5是本发明混凝土抗渗性能试验装置的固定模和活动模展开俯视示意图；
32.图6是本发明混凝土抗渗性能试验装置的固定模和活动模合体俯视示意图；
33.图7为现有混凝土抗渗性能试验装置。
34.图示：1、装置主体；2、工作台；3、试模；4、固定模；5、活动模；6、红外摄像头；7、渗水台；8、渗水槽；9、出水口；10、进水管；11、阀门；12、硅胶层；13、伸缩装置；14、伸缩件；15、通道；16、活动槽；17、滑槽；18、密封筒；19、活塞杆；20、第一弹簧；21、进气口；22、弹性塞；23、第二弹簧；24、中心件；25、出水网；26、观察口；27、凸块；28、凹槽；29、延板；30、凸柱；31、凸筒；32、第三弹簧；33、转动座；34、转动杆。
具体实施方式
35.下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术做出一些非本质的改进和调整。
36.如图1-3所示，本实施例的混凝土抗渗性能试验装置，包括装置主体1、工作台2和柱状的试模3，试模3包括与工作台2一体连接的固定模4以及在工作台2上滑动的活动模5，工作台2的上表面设有与活动模5相匹配的活动槽16，活动槽16上端设有用于对活动模5左右限位的至少两组滑槽17，伸缩件14的一端位于活动模5的外壁，试模3的底端设有上表面开设渗水槽8的渗水台7，渗水槽8的中间通过出水口9连接进水管10和阀门11，本实施例中还包括伸缩装置13及其驱动的伸缩件14，活动模5通过伸缩件14实现与固定模4挤压，对固定模4挤压固定，其中伸缩装置13采用液压等方式驱动，在其它实施方式中也可以采用卡扣、卡箍方式固定活动模5和固定模4。
37.如图4-6所示，固定模4和活动模5的相对面均固定设有硅胶层12，活动模5的两开口端均设有凸块27，固定模4的两开口端设有与凸块27相匹配的凹槽28，活动模5和固定模4压紧固定时，凸块27卡在凹槽28内，在硅胶层12的作用下，活动模5和固定模4紧紧贴合，活动模5的底端和渗水台7外壁贴合，可以起到优异的密封效果，还能防止试件渗水对试模3表面造成影响，同时，在结束试验时还便于试件从试模中脱模；固定模4和活动模5的两开口端外壁上均设有延板29，固定模4的延板29上设有朝向活动模5的凸柱30，活动模5的延板29上
设有背向固定模4且与凸柱30相匹配的凸筒31，凸筒31的内部设有与凸柱30相抵的第三弹簧32，在活动模5和固定模4压紧固定时，固定模4的凸柱30进入活动模5凸筒31内部，慢慢挤压第三弹簧32，一方面便于固定模4和活动模5定位，另一方面增加两者连接稳定性，同时，在脱模时，当伸缩装置13卸去挤压力，由于第三弹簧32的弹力，活动模5自动从固定模4弹开，便于脱模，不需要再将试件和试模整体拿下，使用液压装置再次进行脱模。
38.在试件经过养护过后，直接将试件放入渗水台7上，试件和渗水槽8位于同一轴线，然后通过启动伸缩装置13使得伸缩件14推动活动模5逐渐向固定模4靠近，直至完全固定，检测密封后，打开阀门11，装置主体1水箱中的水经过提压后通过进水管10从出水口9渗出，渗入到渗水台7上端的渗水槽8上，开始对试件进行渗水试验。
39.如图4所示，出水口9和阀门11之间形成通道15，出水口9轴线中心设有用于堵住出水口9的组件一，组件一包括位于出水口9轴线中心的中心件24、通过第二弹簧23与中心件24下端连接且用于堵住通道15的弹性塞22以及位于中心件24下端用于连通通道15和出水口9的出水网25，当阀门11打开通道15进水，水压将弹性塞22顶起至中心件24，水从出水网25进入到出水口9，当阀门11关闭时，弹性塞22落下堵住通道15；通道15的一侧设有用于检测气密性的组件二，组件二包括位于活动模5下端的密封筒18、位于密封筒18前端的活塞杆19、位于渗水台7下端且与通道15连通的进气口21，活塞杆19的一端通过第一弹簧20与密封筒18内壁连接，另一端位于进气口21内，密封筒18位于活动模5外侧的上表面设有带刻度的观察口26，当试件放入到渗水台7上后，形成类密封空间，移动活动模5，活动模5带动密封筒18底端的活塞杆19向进气口21移动，通道15位于阀门11上方，此时阀门11并未开启，活塞杆19挤压通道15和进气口21内的气体，使得通道15上方的弹性塞22被顶起，当活塞杆19移动到进气口21最右端时，活动模5刚好与固定模4固定，固定好后稍微停留一段时间，若试模3整体密封效果不好，渗水槽8、出水口9内气压逐渐恢复，弹性件22会逐渐向下运动，使得活塞杆19向后退，可以从观察口26看到第一弹簧20发生变化，以此进行气密性的检查，在未进行试验时就可以精准的进行密封性检测，避免试验过程中出现向外渗水。
40.试模3的上方设有用于采集试模3内混凝土试件红外图像的红外摄像头6，固定模4的外壁上设有转动座33以及转动杆34，红外摄像头6位于转动杆34上，在安装试件时将其转动到一侧，安装好后，将红外摄像头6转动至试件正上方，便于采集试件的红外图像数据。
41.本实施例的混凝土抗渗性能试验方法，利用混凝土抗渗性能试验装置，装置主体1还包括主控模块、数据传输模块，试验方法包括以下步骤：
42.(1)将柱状的试件放在渗水台7上，内壁与固定模4贴合，再将活动模5向试件和固定模4移动直至固定，检测气密性后，将红外摄像头6移动至试件正上方；
43.(2)计算机发出指令至主控模块控制开启阀门11，从水压为0.1mpa起每隔8小时增加水压0.1mpa，向渗水槽8注水，在注水时定时利用红外摄像头6采集试件的红外图像传输至主控模块进行数字化转化，并通过数据传输模块至计算机；其中计算机属于控制终端，也可以是手机。
44.(3)通过计算机上的对比分析检测系统对数字化的红外图像进行对比分析，获得实时的试件渗水数据，其中所述对比分析是运用图像识别算法根据红外图像的温度云图中温度变化的快慢推算出试件渗漏情况，当实时的试件渗水数据超过计算机设定值，计算机判断该试件渗水，当6个试件中有3个试件渗水时，停止试验，通过计算机发出指令至主控模
块控制阀门11关闭，计算机记下当时的水压h，并根据以下公式计算混凝土抗渗标号s：
45.s＝10h－1
46.其中，h的单位为mpa。
47.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进，这些都属于本发明的保护范围。