T 0586—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(jiàn)圖 T 0586-1）。

圖 T 0586-1 滲透儀（尺寸單位：mm）

          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。

        2.4 多孔板：支撐試件和減少進(jìn)水水流。

        2.5 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(lái)密封試件壁和試件套筒之間的孔隙，防止水通過(guò)。

 2.6 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。

         2.7溫度計(jì)：分度值為 1℃。

        2.8 量筒：分度值為 0.1mL。

        2.9 秒表：分度值為 1s。

          2.10 連接管：連接管①用來(lái)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(lái)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(lái)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(kāi)真空泵抽氣閥門，開(kāi)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(kāi)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(kāi)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t 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（T 0586-1）計(jì)算：

      （T 0586-1）

   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（T 0586-2）將 K_T 換算成 K₂₀。

（T 0586-2）

    式中：K₂₀——水溫 20℃時(shí)的透水系數(shù)（cm/s）； 

                           K_T——水溫Ｔ℃時(shí)的透水系數(shù)（cm/s）； 

                           η_T——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 ）。

η_T 及 η_T/η₂₀ 的常數(shù)值，可參見(jiàn)現(xiàn)行《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50123）。

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(shuō)明的其他內(nèi)容。

條文說(shuō)明

一般滲透儀其試件和套筒壁之間沒(méi)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(wú)法充分接觸，導(dǎo)致水流從側(cè)縫中流過(guò)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(lái)代替膨脹膠、密封膠或各種膠帶來(lái)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(wèn)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(guò)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(guò)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(wú)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。