T0586-2020水泥混凝土透水系數(shù)試驗(yàn)方法

1目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)

本方法規(guī)定了水泥混凝土透水系數(shù)的試驗(yàn)方法。

本方法適用于測(cè)定多孔混凝土試件在層流條件下的透水系數(shù)。

2儀具與材料

2.1滲透儀：主要由水箱、試件套筒、套筒蓋、橡膠密封圈、微差壓計(jì)、秒表、多孔板、軟氣囊、真空泵、閥門、溫度計(jì)、天平、連接管組成（見圖T0586-1）。

出水管接真空泵測(cè)壓孔多孔板進(jìn)水管多孔不銹鋼板不銹鋼圓筒測(cè)壓孔直徑10mm進(jìn)水孔出水口接真空泵固定螺絲孔(元寶螺絲或蝶型)1#2#3#4#

2.2水箱：由有機(jī)玻璃制成，有利于觀察水面高度，便于控制。

2.3試件套筒：采用砂模鑄鐵整體鑄造而成，套筒內(nèi)徑為180mm。

2.6多孔板：支撐試件和減少進(jìn)水水流。253

2.7軟氣囊：由軟橡膠制成的長(zhǎng)筒空心氣囊，充氣后內(nèi)徑為150mm，外徑為182mm，長(zhǎng)度為150mm。氣囊充氣后內(nèi)部可利用充氣產(chǎn)生的壓力來密封試件壁和試件套筒之間的孔隙，防止水通過。

2.8真空泵：在向試件套筒內(nèi)進(jìn)放水之前要對(duì)其抽真空，減少孔隙中的封閉氣泡影響。

2.9溫度計(jì)：分度值為1℃。

2.10量筒：分度值為0.1mL。

2.11秒表：分度值為1s。

2.12連接管：連接管①用來連接水箱和試件套筒，采用管徑為20mm有機(jī)玻璃管；連接管②用來連接試件套筒和微差壓計(jì)，采用內(nèi)徑為10mm透明塑料管；連接管③用來連接試件套筒和真空泵，采用內(nèi)徑為10mm抽真空專用管。

3試驗(yàn)步驟

3.1試驗(yàn)前對(duì)試件兩端進(jìn)行切割，使試件直徑為150mm，高度不小于150mm。

3.2檢查各種元件和儀器是否連接好，保證整個(gè)系統(tǒng)的密閉性。

3.3水箱注水到恒定位置并保持常水頭。

3.4把軟氣囊固定在試件套筒內(nèi)，放入試件，給軟氣囊充氣到一定氣壓，使軟氣囊與試件套筒壁緊密填充，然后把套筒蓋固定密封。

3.5關(guān)閉其他所有閥門，打開真空泵抽氣閥門，開動(dòng)真空泵對(duì)套筒內(nèi)抽真空，抽真空至90kPa±1kPa，并保持30min。

3.6在保持抽真空的同時(shí)，打開進(jìn)水閥門，試樣處在透水狀態(tài)，待試樣被水全部浸泡，且水位高出試樣5mm時(shí)，關(guān)閉抽氣閥門，停止抽真空。

3.7抽真空完畢后，打開出水閥門，等待幾分鐘，待水流穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門，讀取并記錄差壓計(jì)讀數(shù)。

3.8用量筒從出水口接水，記錄時(shí)間內(nèi)，流出水量的體積Q，精確至0.1mL。

3.9重復(fù)3.7、3.8步驟共4次，讀取并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3.10一組試驗(yàn)完畢，取出試件，換上新的試件進(jìn)行下一輪試驗(yàn)。

4結(jié)果計(jì)算

透水系數(shù)，按式（T0586-1）計(jì)算：

Q.L

KT=------------????（T0586-1）

A.h.t

式中，KT——水溫T℃時(shí)的透水系數(shù)（cm/s）；

Q——時(shí)間t內(nèi)的滲出水量（mL3）；

L——測(cè)壓孔距（cm）；

A——試件的橫截面積（cm）；

h——平均水頭差（cm）；

t——透水時(shí)間（s）。

用式（T0586-2）將KT換算成K20。

?KT.nT

K20=---------（T0586-2）

n20

式中：K20——水溫20℃時(shí)的透水系數(shù)（cm/s）；

KT——水溫Ｔ℃時(shí)的透水系數(shù)（cm/s）；

ηT——水溫T℃時(shí)水的動(dòng)力黏滯系數(shù)（kPa·s）；

η20——水溫20℃時(shí)水的動(dòng)力黏滯系數(shù)（kPa·s）。

ηT及ηT/η20的常數(shù)值，可參見現(xiàn)行《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50123）。

5試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

（1）要求檢測(cè)的項(xiàng)目名稱、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；

（2）原材料的品種、規(guī)格和產(chǎn)地；

（3）試驗(yàn)日期及時(shí)間；

（4）儀器設(shè)備的名稱、型號(hào)及編號(hào)；

（5）環(huán)境溫度和濕度；

（6）透水系數(shù)；

（7）要說明的其他內(nèi)容。

條文說明

一般滲透儀其試件和套筒壁之間沒有有效的密封，大多采用蠟、乳膠和油泥等進(jìn)行密封，水流總是沿著最大流量的方向流動(dòng)，由于混凝土試件的外表面粗糙不平，與滲透儀的側(cè)壁無法充分接觸，導(dǎo)致水流從側(cè)縫中流過而嚴(yán)重影響所得數(shù)據(jù)的真實(shí)性。本方法采用軟橡膠制作的充氣軟氣囊來代替膨脹膠、密封膠或各種膠帶來填充側(cè)壁和試件之間的孔隙。用充氣軟氣囊裹住試件，再放入滲透儀，然后充氣，軟氣囊不但會(huì)填充側(cè)壁的孔隙，還會(huì)嵌入試件外壁的孔隙，解決側(cè)漏問題。

測(cè)壓管的橫截面大小直接影響滲透儀內(nèi)部水流的分布情況和測(cè)量精度。如果橫截面面積過大，會(huì)使試件內(nèi)部的水流形成渦流，影響流體場(chǎng)分布；橫截面過小，會(huì)使測(cè)壓管產(chǎn)生毛細(xì)管效應(yīng)，影響試驗(yàn)結(jié)果。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)表明測(cè)壓管橫截面直徑為1cm為宜。盡量采用透明的軟管，以便直接觀察測(cè)壓管內(nèi)部有無氣泡。

微差壓計(jì)一般為傾斜的玻璃管，有時(shí)水頭差僅有1～3mm，此時(shí)很難用眼睛準(zhǔn)確讀數(shù)。因此可以使用差壓變送器，將壓差轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，一般選用的差壓計(jì)的精度約為0.1mm。