[發(fā)明專利]一種古建筑地面鋪磚透水性和吸水性的測定裝置和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710080134.2
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106769608A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳珊;宋凌碩;張少欽;李俊;李嵐;寇曉霞
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00;G01N5/04
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 張立改

1.一種古建筑地面鋪磚透、吸水性能測量的裝置，其特征在于，包括測試套管(1)、待測試磚(3)、支撐裝置、漏斗(6)、儲水容器(7)、電子天平(8)，測試套管(1)將待測試磚(3)的四周側(cè)面密封包裹住并固定在一起，測試套管(1)和待測試轉(zhuǎn)(3)由支撐裝置支撐托起，測試套管(1)的下端為密封在一起的漏斗(6)，漏斗(6)的下面為儲水容器(7)，儲水容器(7)放在電子天平(8)上；測試套管(1)的側(cè)面上設(shè)有溢流口(2)，溢流口(2)的位置高于待測試轉(zhuǎn)(3)。

2.按照權(quán)利要求1所述的一種古建筑地面鋪磚透、吸水性能測量的裝置，其特征在于，溢流口(2)距離待測試轉(zhuǎn)(3)的最上面為5cm。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種古建筑地面鋪磚透、吸水性能測量的裝置，其特征在于，測試套管(1)采用一張柔性珍珠棉泡沫板將待測試轉(zhuǎn)(3)的四周側(cè)面密封包裹住并用膠水密封固定在一起。

4.按照權(quán)利要求1所述的一種古建筑地面鋪磚透、吸水性能測量的裝置，其特征在于，漏斗(6)采用柔性材料。

5.按照權(quán)利要求1所述的一種古建筑地面鋪磚透、吸水性能測量的裝置，其特征在于，漏斗(6)采用彈性橡膠管，橡膠管的上端端口自然周長小于測試套管(1)的下端口周長，彈性擴張?zhí)自跍y試套管(1)的下端口上，彈性橡膠管下端口形成漏斗的小端口接到儲水容器(7)中。

6.按照權(quán)利要求1所述的一種古建筑地面鋪磚透、吸水性能測量的裝置，其特征在于，支撐裝置是由直立的支撐桿(9)、三角形橫支撐(4)和鋼制底板(5)，直立的支撐桿(9)的下面為鋼制底板(5)，三角形橫支撐(4)通過旋鈕使得三角形橫支撐(4)可沿直立的支撐桿(9)上下移動和固定。

7.采用權(quán)利要求1-6任一項裝置進行古建筑地面鋪磚透、吸水性能測量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步 古建筑地面鋪磚樣本的采集，在古建筑研究區(qū)域內(nèi)隨機挑選一定數(shù)量種類相同的地面鋪磚，對地面鋪磚進行編號并拍照；

第二步 準備制作測量裝置所需要的材料；

第三步 對古建筑地面鋪磚進行包裹；

(1)先去除樣磚表面雜質(zhì)，并用石材切割機對采集的古建筑地面鋪磚側(cè)面打磨平整，并用烘箱烘干，將其放到烘箱中，烘干溫度110±5℃。每烘2小時取出，放到電子稱上進行稱重，直至兩次連續(xù)稱量質(zhì)量之差小于0.1％，視為干燥鋪磚原始質(zhì)量；

(2)依據(jù)打磨平整的地面鋪磚形狀，用卷尺量取長、寬、高，邊長精確至0.1cm，剪裁合適的泡沫板；通過粘合劑用泡沫板把地面鋪磚側(cè)面包裹起來，同時填縫，保證測試時水落到磚體上表面后的唯一流向是向下滲透而無法向側(cè)壁擴散；

(3)稱量包裹好的地面鋪磚的質(zhì)量m₀；

第四步 進行透水性和吸水性測量

(1)據(jù)地面鋪磚的形狀尺寸，調(diào)節(jié)支撐裝置，并將地面鋪磚穩(wěn)固的放置在支撐裝置上；在測試套管側(cè)面距離地面鋪磚上表面一定距離處設(shè)置溢流口；用蠕動泵向測試套管內(nèi)注水，將水的液面高度維持在溢流口處；

(2)在地面鋪磚下面儲水容器用測量滲透水重量的方法計算透水速度和累積滲透水量(認為蒸餾水透過磚后密度不變)；地面鋪磚的滲透水通過漏斗引導流入儲水容器中，儲水容器放在接通電源的電子秤上，對電子秤進行歸零處理，在啟動蠕動泵引水進入裝置中時且維持溢流口處水柱高度，這段時間很短，可以忽略不計；同時用秒表計時，在不同時刻記錄電子稱上的讀數(shù)，相鄰時刻時間間隔相等；在一定時間段內(nèi)，當T_i時間后直至連續(xù)4次電子秤讀數(shù)差值均相同時，或根據(jù)制備測試時間和質(zhì)量的曲線圖，當曲線變?yōu)橹本€時，認為鋪磚的透水性達到穩(wěn)定值即吸水達到飽和；

(3)將記錄好的數(shù)據(jù)，按照公式(1)進行計算，并根據(jù)做好累積滲透水的重量隨時間變化曲線與滲透速率隨時間變化曲線，并對此進行樣磚的滲透性分析；

以磚的透水速率指標來表示磚的透水性能；

透水速率按下式計算：

$\mathrm{\ρ}=\frac{m}{v}$

$K_t=\frac{V_{i+1}-V_i}{t_{i+1}-t_i}---\left(1\right)$

式中：

K_t——透水速率，單位ml/s；

V_i，V_i+1——第i，i+1時間t秒內(nèi)的滲出水量，單位ml；

t_i，t_i+1——第i，i+1的時間，單位s。

(4)從裝置上取下并測定包裹好的磚塊，稱量其質(zhì)量m₁,將記錄好的數(shù)據(jù)按照公式(2)進行計算吸水系數(shù)；

吸水系數(shù)指的是單位質(zhì)量的磚樣吸水質(zhì)量，為無量綱參數(shù)；以吸水系數(shù)表示磚的吸水性能；

吸水系數(shù)按下列計算：

$B=\frac{m_1-m_o}{m_o}---\left(2\right)$

式中：

B——吸水系數(shù)，無量綱；

m₁——磚塊吸水飽和時的包裹好的樣磚與吸入水的質(zhì)量(g)；

m_o——表示烘干后的包裹好的樣磚質(zhì)量(g)。