[实用新型]水泥基材料渗透系数测定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水泥基材料渗透系数测定方法及其试验装置，特别涉及一种可以测定具有尺寸效应或不同孔隙率的水泥基材料渗透系数测定装置。

背景技术

水泥基材料的渗透性与耐久性密切相关。混凝土的渗透性决定了气体、液体以及可溶性有害物质侵入混凝土的难易程度，直接决定着水泥基材料的碳化、离子侵蚀、钢筋锈蚀和抗冻融性能，是影响混凝土结构物耐久性最重要的因素之一。在实际工程中，尤其是水工构筑物，除结构性破坏外，大部分工程病害都是表层恶化、剥落或由表层破坏引发的深层破坏，从而严重影响了混凝土结构物的耐久性。目前，我国正实施“一带一路”和“海洋强国”战略，处于南海或西部盐湖地区等严酷环境下服役的混凝土结构，其耐久性能面临着严峻的考验。研究水泥基材料的渗透性能，可为基于全寿命周期的混凝土结构设计提供基础支持，具有重要意义。

国内外确定多孔材料渗透性的方法主要依据达西定律(Darcy’sLaw)，且测定试验主要针对岩土材料。然而，与岩土材料相比，水泥基材料的孔隙率却低得多，通常其孔径尺寸在微米和纳米尺度，孔隙迂曲度高、连通性低。因此，若要将水分从水泥基材料试件一侧渗透到另一侧，具有非常大的难度，即使在高压水的作用下，孔隙水要渗透过一定厚度的水泥基材料需要十几天甚至数十天。水渗透过水泥基材料到达另一侧后，其渗流流量非常小，单位时间内渗流流量很难收集并精确测定。基于此，国内外目前尚无测定水泥基材料渗透系数的标准方法和装置。我国《混凝土质量控制标准》(GB50164)给出了半定量评价混凝土抗渗性能的方法(渗透深度法和抗渗标号法)，即在施加水压一定时间后将混凝土劈开量取水分渗入混凝土的深度，或记录水分由试件一侧渗出到另一侧的时间，以比较该混凝土是否符合工程应用要求，都属于半定量分析，无法定量测定水泥基材料的渗透系数。因此，该法主要针对工程应用，不足以用于测定材料的渗透系数等科学研究。

中国专利公告号CN101949816A，公告日是2011年1月19日，名称为“一种测定塑性混凝土渗透系数的试验方法”中公开了一种适用于塑性混凝土的渗透系数的方法，但与《混凝土质量控制标准》(GB50164)混凝土抗渗性方法类似的，属于半定量法；中国专利公告号CN103398933A，公告日是2013年11月20日，名称为“恒压混凝土渗透性测试装置”中公开了恒定压力下混凝土水渗透系数的测试装置，由于采用空压机间接施加水压且采用电子天平称量渗透水的质量，难以适用于孔隙率低或不同尺寸的混凝土等材料渗透系数测定。与该专利类似的，中国专利公告号CN1815175A，公告日是2006年8月9日，名称为“单轴压应力下混凝土气体渗透系数测试仪及其测试方法”公开了一种用于测定荷载作用下混凝土气体渗透系数的方法；通常来说，考虑荷载作用对水泥基材料渗透性的影响，是考虑垂直于荷载方向的渗透性。因此，中国专利公告号CN101074912A，公告日是2007年11月21日，名称为“水工混凝土在荷载作用下的渗透性能测试装置及测试方法”公开了一种荷载作用下水分渗透系数的测定方法，该方法同样对低孔隙率试样存在局限性。

发明内容

本实用新型的主要目的在于克服目前国内外在水泥基材料渗透性测试方法上的不足，提供一种结构简单、稳定性好、自动化程度高的，能够实现用稳定流动法测定不同尺度和不同密实度的水泥基材料渗透系数测定装置。

本实用新型所述的水泥基材料渗透系数测定装置，其特征在于：包括试验桶体、注水增压单元、渗水量测定单元和带有控制面板的控制器，所述的试验桶体内装有试件，所述的试验桶体的进水口与所述的注水增压单元连通；所述的渗水量测定单元与所述的试验桶体的出水闸阀连接；所述的控制器包括时间控制单元和压力控制单元，所述的压力控制单元信号输入端与设置在试验桶体内的压力传感器相连，所述的控制器的信号输出端与所述的注水增压单元的增压泵的控制端相连，所述的时间控制单元的信号输入输出端、所述的压力控制单元的信号输入输出端均与所述的控制面板的控制端连接；

所述的试验桶体包括支架、两端带有盖板的压力桶以及装于压力桶内的压盘，所述的压力桶安装在所述的支架上，所述的盖板上设有用于与渗水量测定单元连通的出水闸阀和排气泄水阀；所述的压盘中心设有通孔，并且所述的压盘与其中一块盖板固接，所述的试件夹在压盘与盖板之间；所述的压力桶桶壁上设有连通压力桶内外的进水管，所述的进水口通过三通阀与所述的注水增压单元连通；