一种混凝土透水系数检测装置

技术领域

本发明涉及混凝土附属装置的技术领域，特别是涉及一种混凝土透水系数检测装置。

背景技术

透水混凝土又称多孔混凝土，无砂混凝土，透水地坪。是由骨料、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土，它不含细骨料，由粗骨料表面包覆一薄层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构，故具有透气、透水和重量轻的特点。透水系数是评价透水混凝土透水能力大小的重要指标。

授权公告号为：CN205620278U，公开了一种混凝土透水系数测定装置，包括水箱、定位水筒、出水口、量筒、伸缩透水支座、透明带刻度圆筒、溢水口、上部集水口、抽水机和水管，其中所述定位水筒位于水箱上，侧面设有出水口，出水口下方对应设有量筒；伸缩透水支座位于定位水筒内，用于放置混凝土试块；透明带刻度圆筒套在混凝土试块上，其侧面设有溢水口，水箱上与溢水口对应处设有上部集水口；水箱连接抽水机，抽水机连接水管给透明带刻度圆筒供水。该装置既能测量混凝土变水头透水系数，又能测量定水头透水系数，同时拆装简单，实际操作方便，水循环利用，节能环保。

上述装置明显存在以下缺点：试块安装不便，操作步骤繁琐，影响检测结果的准确性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种混凝土透水系数检测装置，其结构简单，便于对混凝土试块进行安装和密封，简化操作步骤，提高检测结果的准确性。

本发明的一种混凝土透水系数检测装置，包括：

水箱，内部中空，顶部设置进水口以及进水管，用于盛放水；

定位水筒，安装与水箱顶部，定位水筒内部中空且顶部开口，侧面连通出水口，定位水筒内设置有升降机构以及倍速旋转机构；

量筒，放置在水箱顶部，用于盛放来自出水口流出的水；

圆筒，其上设置有刻度，侧面连通溢流口，圆筒安装在倍速旋转机构输出端上；

所述升降机构，用于为倍速旋转机构提供动力，升降机构输出端设置有用于放置混凝土试块的升降板，升降板上开设通孔，通孔内安装至少四个用于支撑混凝土试块的支撑架；

所述倍速旋转机构，当升降机构动作时，圆筒行程大于升降板行程，并且驱动圆筒进行旋转，以增加混凝土试块安装时的空间；包括连接板，连接板上开设限位槽和导向槽，限位槽呈竖直状，导向槽包括呈竖直状的竖直段以及以限位槽顶端为圆心的圆弧形段。

优选的，所述圆筒内安装用于限定混凝土试块位置的限位环，圆筒内壁设置有环形槽，环形槽处于限位环下方，环形槽处安装有呈紧绷状的橡胶片，环形槽与橡胶片之间形成密闭空间，密封空间连通软管、泄气阀以及压力传感器，软管另一端连通有安装在水箱上的气泵。

优选的，所述水箱内安装有水泵，水泵输出端连通第一水管，第一水管输出端安装旋转接头，旋转接头输出端安装第二水管，第二水管输出端处于圆筒正上方，所述旋转接头通过第一支架安装于水箱上，水箱上设置第二支架，第二支架与第二水管转动连接。

优选的，所述升降机构还包括丝杠和导向杆，定位水筒上固定连接两块固定板，所述丝杠转动安装在两块固定板上，丝杠顶部安装有电机，丝杠上螺纹连接有与升降板连接的驱动板，所述导向杆穿过驱动板。

优选的，所述倍速旋转机构还包括与升降板连接的横杆，横杆上转动安装转轴，转轴上安装有齿轮；

还包括第一齿条和第二齿条，所述第一齿条和第二齿条均与齿轮啮合，第一齿条固定在定位水筒内，定位水筒内固定安装带有滑槽的竖板，滑槽内滑动安装有轨道，轨道与第二齿条连接；

第二齿条顶端轴连接有驱动杆，驱动杆上转动安装有驱动轴，驱动轴穿过导向槽，驱动轴另一端固定连接有连接架，连接架一端与所述圆筒连接，连接架另一端安装有限位轴，限位轴穿过限位槽。

优选的，所述驱动板上安装有第三支架，第三支架另一端安装有滚轮，第二水管上安装有过渡杆，过渡杆上安装有呈L型的驱动架，驱动架底部呈倾斜状，第二水管上安装有摆臂，第二支架上安装有支撑板，摆臂与支撑板之间安装复位弹簧。

优选的，所述水箱顶部安装有支撑环，所述量筒置于支撑环内部。

优选的，进水口处轴连接有端盖。

优选的，所述水箱底部安装有至少四个万向轮。

与现有技术相比本发明的有益效果为：混凝土试块置于升降板通孔处的支撑架上，且圆筒套装在混凝土试块上，升降机构动作使升降板、支撑架、混凝土试块以及圆筒等均向上进行移动，在倍速旋转机构的作用下，圆筒的行程大于升降板以及混凝土试块的行程，两者之间产生距离差，也就是说圆筒相对于混凝土试块向上进行移动，将混凝土试块露出，随后圆筒继续上升发生旋转，进一步增加混凝土试块处的空间，更加方便混凝土试块进行取出；混凝土试块取出后，将待测混凝土试块置于升降板上的支撑架上，随后反向操作升降机构使升降板以及混凝土试块等向下进行移动，向下移动过程中，圆筒首先旋转至竖直状态上，随后圆筒相对于混凝土试块向下运动将混凝土试块套在其内部，相对于现有技术的方式来说，本装置可快速将混凝土试块进行取放，提高了检测效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的图1的右前侧俯视立体图；

图3是图2中A部的局部放大图；

图4是图2中B部的局部放大图；

图5是本发明的图1的中部俯视立体图；

图6是图5中A部的局部放大图；

图7是图1的隐藏水箱后的连接示意图；

图8是图7的左前侧俯视立体图；

图9是图8中A部的局部放大图；

图10是图7的右前侧俯视立体图；

图11是圆筒、限位环、软管、环形槽和橡胶片的剖面图；

图12是图9中隐藏圆筒和连接板后的结构图。

附图中标记：1、水箱；2、定位水筒；3、出水口；4、升降机构；5、倍速旋转机构；6、量筒；7、圆筒；8、溢流口；401、升降板；402、支撑架；403、丝杠；404、导向杆；405、固定板；406、电机；407、驱动板；501、连接板；502、限位槽；503、导向槽；5031、竖直段；5032、圆弧形段；504、横杆；505、转轴；506、齿轮；507、第一齿条；508、第二齿条；509、竖板；510、轨道；511、驱动杆；512、驱动轴；513、连接架；514、限位轴；9、限位环；10、环形槽；11、橡胶片；12、软管；13、泄气阀；14、压力传感器；15、气泵；16、第一水管；17、旋转接头；18、第二水管；19、第一支架；20、第二支架；21、第三支架；22、滚轮；23、驱动架；24、摆臂；25、支撑板；26、复位弹簧；27、支撑环；28、端盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图12所示，本发明的一种混凝土透水系数检测装置，包括：

水箱1，内部中空，顶部设置进水口以及进水管，用于盛放水；

定位水筒2，安装与水箱1顶部，定位水筒2内部中空且顶部开口，侧面连通出水口3，定位水筒2内设置有升降机构4以及倍速旋转机构5；

量筒6，放置在水箱1顶部，用于盛放来自出水口3流出的水；

圆筒7，其上设置有刻度，侧面连通溢流口8，圆筒7安装在倍速旋转机构5输出端上；

升降机构4，用于为倍速旋转机构5提供动力，升降机构4输出端设置有用于放置混凝土试块的升降板401，升降板401上开设通孔，通孔内安装至少四个用于支撑混凝土试块的支撑架402；

倍速旋转机构5，当升降机构4动作时，圆筒7行程大于升降板401行程，并且驱动圆筒7进行旋转，以增加混凝土试块安装时的空间；包括连接板501，连接板501上开设限位槽502和导向槽503，限位槽502呈竖直状，导向槽503包括呈竖直状的竖直段5031以及以限位槽502顶端为圆心的圆弧形段5032。

在本实施例中，混凝土试块置于升降板401通孔处的支撑架402上，且圆筒7套装在混凝土试块上，升降机构4动作使升降板401、支撑架402、混凝土试块以及圆筒7等均向上进行移动，在倍速旋转机构5的作用下，圆筒7的行程大于升降板401以及混凝土试块的行程，两者之间产生距离差，也就是说圆筒7相对于混凝土试块向上进行移动，将混凝土试块露出，随后圆筒7继续上升发生旋转，进一步增加混凝土试块处的空间，更加方便混凝土试块进行取出；混凝土试块取出后，将待测混凝土试块置于升降板401上的支撑架402上，随后反向操作升降机构4使升降板401以及混凝土试块等向下进行移动，向下移动过程中，圆筒7首先旋转至竖直状态上，随后圆筒7相对于混凝土试块向下运动将混凝土试块套在其内部，相对于现有技术的方式来说，本装置可快速将混凝土试块进行取放，提高了检测效率。

进一步地，如图2和图12所示，圆筒7内安装用于限定混凝土试块位置的限位环9，圆筒7内壁设置有环形槽10，环形槽10处于限位环9下方，环形槽10处安装有呈紧绷状的橡胶片11，环形槽10与橡胶片11之间形成密闭空间，密封空间连通软管12、泄气阀13以及压力传感器14，软管12另一端连通有安装在水箱1上的气泵15。

在本实施例中，当混凝土试块处于圆筒7内部后，开启气泵15使空气沿软管12进入到环形槽10与橡胶片11之间的密闭空间内，并持续充气使橡胶片11发生膨胀，膨胀的橡胶片11将混凝土试块与圆筒7之间的缝隙填满后停止充气，并通过压力传感器14显示密闭空间内的压力，来控制气泵15的启停，相对于现有技术中填充蜡的方式来说，本方法密封更加快速，密封性更高；

当混凝土透水系数测试完毕后，首先操作泄气阀13将密闭空间空气排出，橡胶片11恢复，然后再操作升降机构4使圆筒7上移，防止圆筒7与混凝土试块一同移动；

软管12采用以四氟树脂为原料的型号，软管12需设置必要长度，以不妨碍圆筒7进行升降和旋转。

进一步地，如图1、2、3、7以及10所示，水箱1内安装有水泵，水泵输出端连通第一水管16，第一水管16输出端安装旋转接头17，旋转接头17输出端安装第二水管18，第二水管18输出端处于圆筒7正上方，旋转接头17通过第一支架19安装于水箱1上，水箱1上设置第二支架20，第二支架20与第二水管18转动连接。

在本实施例中，水箱1内部的水经水泵抽出后先后经第一水管16、旋转接头17、第二水管18流动至圆筒7内部，向圆筒7内部加水，以进行测试。

进一步地，如图10所示，升降机构4还包括丝杠403和导向杆404，定位水筒2上固定连接两块固定板405，丝杠403转动安装在两块固定板405上，丝杠403顶部安装有电机406，丝杠403上螺纹连接有与升降板401连接的驱动板407，导向杆404穿过驱动板407。

在本实施例中，电机406通电后，带动丝杠403进行旋转，由于丝杠403与驱动板407螺纹连接，且驱动板407在丝杠403和导向杆404的配合下不能随丝杠403进行旋转，从而电机406通电后带动驱动板407以及升降板401等发生高度变化。

进一步地，如图1、2、4、5、6、7、8、9以及12所示，倍速旋转机构5还包括与升降板401连接的横杆504，横杆504上转动安装转轴505，转轴505上安装有齿轮506；

还包括第一齿条507和第二齿条508，第一齿条507和第二齿条508均与齿轮506啮合，第一齿条507固定在定位水筒2内，定位水筒2内固定安装带有滑槽的竖板509，滑槽内滑动安装有轨道510，轨道510与第二齿条508连接；

第二齿条508顶端轴连接有驱动杆511，驱动杆511上转动安装有驱动轴512，驱动轴512穿过导向槽503，驱动轴512另一端固定连接有连接架513，连接架513一端与圆筒7连接，连接架513另一端安装有限位轴514，限位轴514穿过限位槽502。

在本实施例中，电机406通电后带动升降板401、横杆504、转轴505以及齿轮506向上进行移动，齿轮506向上移动过程中，由于第一齿条507固定在定位水筒2内，从而使齿轮506发生旋转，又由于第二齿条508与轨道510沿竖板509上的滑槽进行移动，因此旋转的齿轮506使第二齿条508以及其上的部件相对于横杆504和升降板401发生较大的行程，使得混凝土试块与圆筒7共同上升时产生位移差，便于将混凝土试块进行取放；

第二齿条508、驱动杆511以及驱动轴512上升过程中，首先驱动轴512沿导向槽503的竖直段5031进行移动且限位轴514沿限位槽502进行移动，由于限位槽502和竖直段5031均呈竖直状，从而使连接架513以及圆筒7竖直向上进行移动；

当限位轴514移动至限位槽502的顶部时，驱动轴512移动至竖直段5031与圆弧形段5032的交界处，由于圆弧形段5032以限位槽502为圆心，从而继续向上移动的第二齿条508使驱动轴512沿圆弧形段5032进行移动，使得连接架513以及圆筒7均以此时的限位轴514为轴进行旋转，在此过程中，驱动杆511角度进行适应性变化，圆筒7底端进一步远离混凝土试块，空间更大，更方便进行取放。

进一步地，如图1、2、5、7、10以及3所示，驱动板407上安装有第三支架21，第三支架21另一端安装有滚轮22，第二水管18上安装有过渡杆，过渡杆上安装有呈L型的驱动架23，驱动架23底部呈倾斜状，第二水管18上安装有摆臂24，第二支架20上安装有支撑板25，摆臂24与支撑板25之间安装复位弹簧26。

在本实施例中，当驱动板407上升时带动第三支架21以及滚轮22上升，由于驱动架23的底端呈倾斜状，从而向上移动的滚轮22使第二水管18、驱动架23以及摆臂24均进行旋转，复位弹簧26被压缩，使得第二水管18的出水端转动远离圆筒7正上方，不妨碍圆筒7进行上升和旋转，当滚轮22移动至驱动架23的竖直处时，第二水管18不再旋转；

驱动板407下降过程中，在复位弹簧26的弹力作用下，使第二水管18的出水端重新旋转至圆筒7正上方。

进一步地，如图2所示，水箱1顶部安装有支撑环27，量筒6置于支撑环27内部。

在本实施例中，通过设置的支撑环27，量筒6接水时，将量筒6置于支撑环27内，防止其发生晃动，提高接水时的稳定性。

进一步地，如图2所示，进水口处轴连接有端盖28。

在本实施例中，本装置处于非测试状态时，将端盖28关闭，使端盖28将进水口遮挡住，不会使杂质进入到水箱1内部。

进一步地，如图1所示，水箱1底部安装有至少四个万向轮。

在本实施例中，通过设置的万向轮，提高了装置整体的移动能力。

使用该装置测定混凝土透水系数的具体步骤如下：

S1、制作混凝土试块，其尺寸可以搭在支撑架402上，并且略小于橡胶片11尺寸；

S2、将混凝土试块放入真空装置，抽真空至90±1KPa，并保持30min，保持真空同时，加入足够水使水位高出混凝土试块10cm，停止抽真空，浸泡20min，随后将混凝土试块取出并置于升降板401上的支撑架402上；

S3、随后操作电机406使驱动板407等下降，圆筒7套装在混凝土试块上，然后停止电机406，然后开启气泵15使橡胶片11膨胀将混凝土块与圆筒7之间的缝隙填满，以使圆筒7内的水只能透过混凝土试块流入到定位水筒2内；

S4、通过进水管向水箱1注水，开启水泵使水沿第二出水管流动至圆筒7内，并通过第二水管18上的阀门调节水速，将量筒6置于支撑环27内，水经过混凝土试块内部的孔隙流入定位水筒2里面，到达一定高度后从出水口3溢出；

S5、观察并且记录注入圆筒7里的水量和从出水口3中溢出的水量，当两者成为平衡状态时，打开秒表开始计时，同时记录此刻的温度，并读取量筒6的示数；

S6、经过一段时间试验结束，记录秒表读数和量筒6的示数；

透水系数计算公式为：

式中：

K

Q——试验时间段内量筒6内水的体积(ml)；

D——透水混凝土试件的厚度(mm)；

A——混凝土试件的透水表面积(cm

h——水头高度即出水口3与溢水口的高度差(cm)；

t——试验时间(s)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。