[实用新型]多孔介质材料渗透系数测定仪

说明书

技术领域

本专利涉及一种测定多孔介质材料(如多孔混凝土、砂石等散粒材料)渗透系数的仪器，属于建筑材料检测设备技术领域。

背景技术

多孔介质的渗透是液体在均匀多孔介质中运动的现象。十九世纪中叶，法国水力学家达西发现了渗透基本理论，他认为若均匀介质中的水流呈线性状态运动时，渗透水流的速度v与水力坡降J成正比，其比值称为该介质的渗透系数。国内外对多孔隙介质的渗透性都用渗透系数这一参数来表示，因此渗透系数是表达这一现象的定量指标。

多孔介质材料的应用在我国起步晚，其渗透性在我国研究更少。目前，国内的渗透仪器主要用来测定土样的渗透系数(其基本原理都为达西定理)，尚无专门检测多孔混凝土等多孔介质渗透系数的仪器，即使用现有仪器测定多孔混凝土渗透系数也存在需改进仪器、且试验过程复杂、试验成本高、测定结果偏差大等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种结构简单、试验方便、并且测定结果偏差较小的多孔介质材料渗透系数测定仪，从而为多孔混凝土、层状排水砂石等工程材料提供合适的渗透性能测定仪器。

为了达到以上目的，本实用新型的多孔介质材料渗透系数测定仪有渗透筒、测压板、供水装置等部分组成。所述渗透筒由透明材料制成，分成上下两段；上段具有上、下两测压孔和溢流孔，所述溢流孔高于上测压孔，所述上、下测压孔分别通过管路与测压管连通；所述下段具有进水孔；所述上段和下段密封连接，相互之间隔有制有间隔分布小孔的隔板。

测定时，由进水管注水后，遵循预定的测定步骤，即可方便的测定有关参数，并经数据处理得到所需的渗透系数。

本实用新型的测定仪具有以下特点：

a)该仪器能满足多孔隙、大孔径散粒材料和大孔混凝土等工程材料渗透系数测试的需要。

b)渗透筒选用有机玻璃等透明材料制作，便于观察试件密封情况、渗透情况和待检试件内排气情况。

c)渗透筒密封可靠、结构简单，设置隔板实现了进水的均匀流动性(层流状态)，有助于保证试验结果准确可靠。

d)采用滑轮上水装置，简化了对试验场地的要求，也大大降低了试验仪器成本；供水箱则采用逸流与供水分开的办法，保证了入水口水流的稳定流动。

e)用软管将测压孔与两根玻璃测压管连接起来，将测压管固定在带有刻度尺的测压板上，便于观察刻度。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

本施例的测定仪用于测定多孔混凝土等多孔介质材料的渗透系数。其结构如图1所示，渗透筒由透明有机玻璃制成，分成上、下两段。上段1的同一侧具有上、下两测压孔2和2’，在另一侧具有接弯头的溢流孔3，该溢流孔高于上测压孔。使用时，上、下测压孔2和2’分别通过软管6与固定在测压板4上的测压管连通。带底的下段1’具有进水孔5。上段1的下端和下段1’的上端制有相配的法兰边，相互之间借助紧固件密封连接，并隔有制有间隔分布小孔的隔板11。隔板11上为碎石垫层10。碎石垫层10的上表面略高于下测压孔2’。

测定时的主要步骤如下：

1、安装好仪器后，将准备好的待测试件9轻轻放置于渗透筒中的碎石垫层之上，并尽量接近下测压孔。从连接供水箱7的进水管注水，使试件逐渐饱水，直至水位缓缓上升至溢水孔。图中8是量杯。

2、关闭进水管，静置数分钟，记下上、下测压孔的水面初始高度(mm)。

3、打开进水管，让水流缓缓流入渗透筒，使溢水孔始终有水流出；待测压孔水位稳定后，记录上、下测压孔水位，并计算上、下测压管之间的水位差(即水头损失)Δh(mm)。

4、开启秒表，同时用量筒接取一定时间(t)的渗透水量W(mL)，计算渗透流量；重复几次，取连续最接近两次的平均值。

5、改变供水箱的高度，以改变水力坡降，再次重复上述步骤(不少于7次)。

6、记录试验水温与环境温度。

7、结果处理

根据达西定理分别计算各各次测得的试件渗透流速V(cm/s)、渗透水力坡降值J、渗透系数k(cm/s)值。以V为纵坐标、水力坡降J为横坐标，绘制V——J关系曲线。V——J关系直线斜率便是该多孔介质在试验温度条件下的渗透系数。

经反复对比试验证明，本实施例的测定仪结构简单，测定操作方便、并且测定结果准确可靠，可以为多孔介质材料的渗透系数的测定提供真实的数据。