專利名稱：混凝土耐久性滲水采集儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑工程檢測(cè)儀器，具體是混凝土耐久性試驗(yàn)中對(duì)混凝土滲水性 能進(jìn)行檢測(cè)的裝置。
背景技術(shù)：
通常的水電建設(shè)設(shè)施以混凝土建筑為主；由于混凝土建筑常年處于高水壓環(huán)境 (例如攔河大壩)，因此對(duì)這些建筑的耐久性滲水性能有嚴(yán)格的要求。目前混凝土建筑耐久 性滲水性能數(shù)據(jù)，是通過(guò)對(duì)混凝土試件進(jìn)行耐久性滲透試驗(yàn)后獲得的；具體的滲透試驗(yàn)方 法如下①每次試驗(yàn)準(zhǔn)備6個(gè)試件，同時(shí)進(jìn)行加壓試驗(yàn)；②試驗(yàn)壓力從0. IMP起，每級(jí)增加0. IMP,每級(jí)恒定壓力8小時(shí)；③當(dāng)6個(gè)試件中有3個(gè)出現(xiàn)滲水，或到達(dá)規(guī)定壓力穩(wěn)定8小時(shí)后仍少于3個(gè)試件 滲水，試驗(yàn)即告結(jié)束；④記錄下試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的水壓力。目前，國(guó)內(nèi)所有混凝土滲透試驗(yàn)均按上述規(guī)范進(jìn)行，試驗(yàn)儀也按上述試驗(yàn)方法生 產(chǎn)。由于在試驗(yàn)中采集到的滲水量直接決定混凝土的耐久性滲水性能，因此混凝土滲透試 驗(yàn)中需要盡量完整地采集滲透水量，以用于混凝土滲水量分析和滲透水中堿含量分析。常規(guī)的混凝土滲透試驗(yàn)儀(如圖10所示)結(jié)構(gòu)，是在機(jī)箱上部豎直安裝若干個(gè) 滲水采集器和壓力控制裝置，滲水采集器包括抗?jié)B試模2和嵌接在抗?jié)B試模頂端的集水器 27，供水加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)管道連通每個(gè)滲水采集器工作時(shí)，混凝土試件裝入抗?jié)B試模中后加 蓋密封，然后通過(guò)管道對(duì)抗?jié)B試模的底端通入加壓水S ；經(jīng)過(guò)額定時(shí)間后，將混凝土試件頂 端的集水器內(nèi)的滲透水全部收集并進(jìn)行檢測(cè)，就獲得該混凝土試件的耐久性滲水?dāng)?shù)據(jù)。上述滲透試驗(yàn)儀存在的主要缺陷是①由于試件的滲透水從下往上滲出，因此給滲透水的采集帶來(lái)了很大的困難；用 人工方式采集繁滲透水非常繁瑣且誤差太大；用自動(dòng)化設(shè)備采集滲透水技術(shù)要求高，難度 大，費(fèi)用高，不切合實(shí)際。②由于試驗(yàn)用水要求采用純凈水，設(shè)備儲(chǔ)壓桶、分壓管等部件均用鑄鐵材料，容易 污染水質(zhì)，不適合混凝土耐久性滲水試驗(yàn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種混凝土耐久性滲水采集儀； 該裝置應(yīng)具有滲透水采集數(shù)據(jù)精確、滲透水采集效率高、壓力控制調(diào)節(jié)靈活方便、自動(dòng)化程 度高以及用途廣泛的特點(diǎn)，以滿足混凝土耐久性滲透水采集科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作的需要。本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案混凝土耐久性滲水采集儀，包括機(jī)箱、若干個(gè)豎直安裝在機(jī)箱上部的滲水采集器、 連通滲水采集器的供水加壓機(jī)構(gòu)以及壓力控制裝置；其特征在于所述的滲水采集器包括集水器以及嵌接在集水器頂端的抗?jié)B試模，集水器包含自上而下依次固定連接的集水平臺(tái)、 管狀的觀察窗、錐形漏斗以及接水容器；所述的供水加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)高壓軟管接通抗?jié)B試模。所述抗?jié)B試模的頂端固定一密封壓板，供水加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)高壓軟管與密封壓板上 的水管接頭連通。所述的供水加壓機(jī)構(gòu)中，供水容器通過(guò)高壓軟管依次連通由加壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)的加壓 水泵、儲(chǔ)壓桶、控制手閥以及密封壓板。所述的儲(chǔ)壓桶上裝有壓力傳感器、溢流閥、分壓器以及排水手閥。所述抗?jié)B試模的底端與集水平臺(tái)的嵌接部位置有密封圈。所述觀察窗采用利于觀察的透明材料。所述的壓力控制裝置包括嵌入式工控機(jī)、A/D模塊、控制繼電器、液晶顯示屏。本發(fā)明的使用過(guò)程是1、先將與抗?jié)B試模內(nèi)徑相適合的混凝土滲透試件15放入抗?jié)B試模2內(nèi)，并在混凝 土滲透試件與抗?jié)B試模的內(nèi)壁之間施加密封材料(工業(yè)石蠟和松香)密封，以防止加壓水 從該處滲透(該步驟與現(xiàn)有滲透試驗(yàn)儀的測(cè)試方式相同)；2、把抗?jié)B試模放入集水器頂端的集水平臺(tái)的嵌接位置，然后將連接著高壓軟管的 密封壓板蓋上抗?jié)B試模并用螺栓固定；3、在壓力控制裝置上設(shè)置加壓和壓力控制數(shù)據(jù)，然后啟動(dòng)壓力控制裝置；該儀器 就能自動(dòng)進(jìn)行加壓過(guò)程的控制，并自動(dòng)采集滲透水量。本發(fā)明的有益效果是采用本發(fā)明進(jìn)行測(cè)試，所有滲透水都能在重力作用下落在 集水器中被完整采集，進(jìn)而保證了滲透試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確；并且，試驗(yàn)中包括供水、加壓、滲水 采集等所有的操作步驟都能按照預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行，完全消除了人為因素的影響，保證 了試驗(yàn)壓力的恒定，大幅度提高了混凝土耐久性滲水試驗(yàn)的工作效率，而且還顯著降低測(cè) 量人員的工作強(qiáng)度和工作量；此外，由于所用材料均為不銹鋼，保證了滲透水不再受到污 染，進(jìn)一步確保了采集數(shù)據(jù)的精確，為混凝土耐久性滲水試驗(yàn)提供了可靠的第一手資料。
圖1是本發(fā)明的主視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的后視結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明的右視結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明的左視結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明中的滲水采集器的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明中的儲(chǔ)壓桶的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是本發(fā)明中的密封壓板的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖9是集水器中的集水平臺(tái)的放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是現(xiàn)有混凝土滲透試驗(yàn)儀中的采集儀的結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是本發(fā)明中的壓力水管道的結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是本發(fā)明中的壓力控制裝置的連接關(guān)系示意圖。圖13是本發(fā)明中的壓力控制裝置的軟件控制流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的設(shè)計(jì)要求是在保持要求水壓力的狀態(tài)下，利用重力原理，使混凝土試驗(yàn) 過(guò)程中的滲透水自動(dòng)流入采集容器，提高滲水采集的準(zhǔn)確率和效率，以利于對(duì)滲透水的定 性及定量分析。具體設(shè)計(jì)完成的混凝土耐久性滲水采集儀，包括機(jī)箱11、若干個(gè)豎直安裝在機(jī)箱 上部的滲水采集器、連通每個(gè)滲水采集器的供水加壓機(jī)構(gòu)以及壓力控制裝置(壓力控制裝 置安裝在操作臺(tái)15內(nèi))；上述結(jié)構(gòu)均與現(xiàn)有凝土滲透試驗(yàn)儀相同。本發(fā)明中的滲水采集器，抗?jié)B試模2嵌接在集水器27的頂端；集水器包括自上而 下依次固定連接的集水平臺(tái)3、管狀的觀察窗5以及錐形漏斗6 ；其具體結(jié)構(gòu)是(見(jiàn)圖6) 4支固定鋼柱4的一端豎直固定在集水器底板8上(該底板通過(guò)螺絲固定在機(jī)箱上)，自下 而上逐次套入套管7、漏斗6、觀察窗5，最后套入集水平臺(tái)3后用螺母固定。此外，在漏斗的 出水嘴與集水瓶10的進(jìn)水嘴9之間用一套管連通，即可將滲透水引入集水瓶(接水容器) 中。圖9中可知集水平臺(tái)的頂端制有與抗?jié)B試模2底端外邊沿相適合的凹槽3-1，抗 滲試模直接放入該凹槽中就可實(shí)現(xiàn)可靠嵌接；所述抗?jié)B試模的底端與集水平臺(tái)的嵌接部位 (凹槽3-1中)還設(shè)置有密封圈，以此增強(qiáng)密封效果，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確。所述觀察窗5采用利于觀察的透明材料(有機(jī)玻璃或透明聚乙烯)；這樣試驗(yàn)者 就可以從外部直接觀察了解滲透情況。所述抗?jié)B試模的頂端固定一密封壓板1，供水加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)高壓軟管13與密封壓 板上的水管接頭1-1連通。所述的供水加壓機(jī)構(gòu)中，供水容器通過(guò)高壓軟管依次連通由加壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)的加壓 水泵、儲(chǔ)壓桶16、分壓器、控制手閥以及密封壓板。具體連通管路如圖11所示供水容器采 用民用飲水機(jī)并去除加熱功能，使用19L的水桶供應(yīng)純凈水；用軟管連接加壓水泵進(jìn)水嘴， 加壓水泵是柱塞式水泵，采用單向閥吸水和泵水；加壓電機(jī)與加壓水泵中減速機(jī)構(gòu)相連，使 柱塞式水泵能往復(fù)運(yùn)行并保持往復(fù)速度為每秒1次；當(dāng)柱塞上行時(shí)，進(jìn)水單向閥在大氣壓 力下打開(kāi)，出水閥關(guān)閉；同樣當(dāng)柱塞下行時(shí)，進(jìn)水單向閥在柱塞水壓力下關(guān)閉，出水閥打開(kāi)， 水從出水嘴中通過(guò)銅管(進(jìn)水管道)進(jìn)入儲(chǔ)壓桶；儲(chǔ)壓桶(見(jiàn)圖7)主要用于削減柱塞泵 供水的脈動(dòng)壓力，存儲(chǔ)一定水量，保證壓力平穩(wěn)地供水；在儲(chǔ)壓桶16上安裝有溢流閥23、壓 力傳感器25、放水手閥28(圖中可見(jiàn)進(jìn)水口 26、出水口 29)；當(dāng)水壓力超過(guò)4MP時(shí)溢流閥打 開(kāi)，自動(dòng)溢流，當(dāng)水壓力低于4MP時(shí)，溢流閥關(guān)閉；壓力傳感器將檢測(cè)到的壓力信號(hào)變成0 5V模擬電壓信號(hào)輸送給A/D模塊；放水手閥用于檢修放水時(shí)使用；從儲(chǔ)壓桶輸出的水壓直 接進(jìn)入分壓器(常規(guī)部件，圖中省略)，分壓器的作用是進(jìn)一步穩(wěn)定壓力和向各試驗(yàn)點(diǎn)壓力 管道輸送壓水壓力；在分壓器的各出水口上裝有控制手閥，用于接通和切斷水壓；控制手 閥出水口連接高壓軟管13，高壓軟管另一端連接密封壓板1(試件密封壓板)的進(jìn)水接頭 上；分壓器上還裝有放水手閥，放水手閥上連接放水管，用于在試驗(yàn)完成時(shí)釋放水壓力和開(kāi) 始試驗(yàn)時(shí)釋放空氣。以上供水加壓機(jī)構(gòu)可從現(xiàn)有凝土滲透試驗(yàn)儀中直接引用。所述的壓力控制裝置包括嵌入式工控機(jī)、A/D模塊、控制繼電器、液晶顯示屏。所述的壓力控制裝置中嵌入式工控機(jī)中自帶有并行口和RS485通訊口，壓力信號(hào)從壓力傳感器輸送到A/D模塊，A/D模塊將模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)然后通過(guò)RS485通信 口，將壓力數(shù)值輸入嵌入式工控機(jī)；設(shè)置按鈕將各設(shè)置控制數(shù)據(jù)通過(guò)并行口輸入到嵌入式 工控機(jī)中；嵌入式工控機(jī)根據(jù)輸入的控制數(shù)據(jù)與壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而通過(guò)并行口發(fā)出 控制信號(hào)，通過(guò)控制繼電器控制加壓水泵運(yùn)行，保障試驗(yàn)水壓力；液晶顯示屏用于顯示各設(shè) 置控制數(shù)據(jù)及壓力控制的工作狀態(tài)；壓力控制裝置的軟件控制流程見(jiàn)圖13。上述壓力控制 裝置也直接從現(xiàn)有凝土滲透試驗(yàn)儀中引用。 所述的機(jī)箱主要用于安裝集水器、供水機(jī)構(gòu)、壓力控制裝置，要具有一定的承載力 和合適的設(shè)備安裝位置，機(jī)箱分為機(jī)架和箱體，機(jī)架采用角鐵焊接而成，充分考慮設(shè)備安裝 位置，機(jī)架正面制有可安放集水瓶的擱板18和活動(dòng)門(mén)17(可如圖4所示進(jìn)行翻合)；背面 安裝分壓器和控制手閥，下部也制有可開(kāi)門(mén)；機(jī)架頂面安裝集水器底板；機(jī)架底部安裝加 壓水泵、儲(chǔ)壓桶；箱體采用噴塑鍍鋅板制作。本發(fā)明的技術(shù)數(shù)據(jù)設(shè)定為·壓力控制精度士 0. OlMP ； 最大試驗(yàn)壓力4MP;·試件個(gè)數(shù)6個(gè)；·單個(gè)試模滲水最大采集量500ml ；·工作溫度范圍-10 +50°C ；·工作相對(duì)濕度彡90 %。本發(fā)明的工作過(guò)程是①將使用工業(yè)石蠟和松香按一定比例融化，并涂在試件外圓周上，將試模加熱到 合適的溫度，將試件壓入試模中密封；②冷卻后，將試模滲水面垂直向下放入集水平臺(tái)上；③將集水瓶清理干凈連接集水嘴；④打開(kāi)各試驗(yàn)點(diǎn)手閥，打開(kāi)泄水閥；⑤打開(kāi)純凈水供水開(kāi)關(guān)；⑥在壓力控制計(jì)算機(jī)上設(shè)置起始試驗(yàn)壓力、最大試驗(yàn)壓力、每級(jí)增加壓力、壓力恒 定時(shí)間，完成后開(kāi)始運(yùn)行；⑦當(dāng)發(fā)現(xiàn)泄水閥開(kāi)始出水后，關(guān)閉泄水閥；⑧壓力控制系統(tǒng)根據(jù)壓力設(shè)置數(shù)據(jù)自動(dòng)利用加壓水泵恒定水壓力或者加壓；⑨可以在運(yùn)行過(guò)程中從觀察窗中觀看滲水情況，注意集水瓶中采集的水量，根據(jù) 記錄要求及時(shí)倒出；⑩在設(shè)置的試驗(yàn)過(guò)程完成后，儀器自動(dòng)停止運(yùn)行。本發(fā)明的所有零部件及電子元器件均可外購(gòu)；儲(chǔ)壓桶、抗?jié)B試模、集水平臺(tái)、錐形 漏斗等直接與滲透水接觸的部件均用不銹鋼材料制作，以確保采集數(shù)據(jù)的精確，保障其它 雜質(zhì)盡量不進(jìn)入加壓水中。
權(quán)利要求
混凝土耐久性滲水采集儀，包括機(jī)箱(11)、若干個(gè)豎直安裝在機(jī)箱上部的滲水采集器、連通滲水采集器的供水加壓機(jī)構(gòu)以及壓力控制裝置；其特征在于所述的滲水采集器包括集水器(27)以及嵌接在集水器頂端的抗?jié)B試模(2)，集水器包含自上而下依次固定連接的集水平臺(tái)(3)、管狀的觀察窗(5)、錐形漏斗(6)以及接水容器(10)；所述的供水加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)高壓軟管(13)接通抗?jié)B試模。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土耐久性滲水采集儀，其特征在于所述抗?jié)B試模(2) 的頂端固定一密封壓板(1)，供水加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)高壓軟管(13)與密封壓板上的水管接頭 (1-1)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混凝土耐久性滲水采集儀，其特征在于所述的供水加壓 機(jī)構(gòu)中，供水容器通過(guò)高壓軟管依次連通由加壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)的加壓水泵、儲(chǔ)壓桶(16)、控制手 閥以及密封壓板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土耐久性滲水采集儀，其特征在于所述的儲(chǔ)壓桶上裝有 壓力傳感器(25)、溢流閥(23)、分壓器以及排水手閥(28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土耐久性滲水采集儀，其特征在于所述抗?jié)B試模的底端 與集水平臺(tái)的嵌接部位置有密封圈。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混凝土耐久性滲水采集儀，其特征在于所述觀察窗(5)采用 利于觀察的透明材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混凝土耐久性滲水采集儀，其特征在于所述的壓力控制裝置 包括嵌入式工控機(jī)、A/D模塊、控制繼電器、液晶顯示屏。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混凝土耐久性試驗(yàn)中對(duì)混凝土滲水性能進(jìn)行檢測(cè)的裝置。目的是提供的裝置應(yīng)具有滲透水采集數(shù)據(jù)精確、滲透水采集效率高、壓力控制調(diào)節(jié)靈活方便、自動(dòng)化程度高以及用途廣泛的特點(diǎn)。技術(shù)方案是混凝土耐久性滲水采集儀，包括機(jī)箱、若干個(gè)豎直安裝在機(jī)箱上部的滲水采集器、連通滲水采集器的供水加壓機(jī)構(gòu)以及壓力控制裝置；其特征在于所述的滲水采集器包括集水器以及嵌接在集水器頂端的抗?jié)B試模，集水器包含自上而下依次固定連接的集水平臺(tái)、管狀的觀察窗、錐形漏斗以及接水容器；所述的供水加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)高壓軟管接通抗?jié)B試模。所述抗?jié)B試模的頂端固定一密封壓板，供水加壓機(jī)構(gòu)通過(guò)高壓軟管與密封壓板上的水管接頭連通。
文檔編號(hào)G01N15/08GK101799396SQ201010149050
公開(kāi)日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月14日
發(fā)明者孫從炎, 梁國(guó)錢(qián), 章曉樺, 邵明, 鄭敏生, 黃建超 申請(qǐng)人:浙江省水利河口研究院