CN115855773A - 路用水性环氧渗透性能测试装置、评价及预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种路用水性环氧渗透性能测试装置、评价及预测方法，属于路用水性环氧材料渗透性能检测领域，其原理是让路用水性环氧在空透且恒温条件下自行透过定量标准砂，通过监测一定时间及温度内透过标准砂的胶砂混合料柱体的高度，结合所注入水性环氧的质量定量地确定水性环氧的渗透系数进而评价其渗透性能大小。利用本装置和本方法能够统一水性环氧渗透性能的测试条件，能够精准测量胶结材料最大有效渗透深度数值，可适用于多种组合场景。本方法原理简单，便于实施，具备绿色环保，适用性广，实用性强，准确性高，实验迅速,高效且结果易观测，兼备统一性及推广性等优点。

Description

路用水性环氧渗透性能测试装置、评价及预测方法

技术领域

本发明涉及路用水性环氧材料渗透性能检测领域，具体涉及一种路用水性环氧渗透性能测试装置、评价及预测方法。

背景技术

目前，在道路工程材料领域中,路用黏结材料已不仅仅局限于传统沥青类材料,聚合物类黏结材料因其优异的工作性能与环保效果，逐渐获得了关注与推广应用,而环氧材料是其中一种应用最为广泛的聚合物类黏结材料，在港珠澳大桥、南沙大桥等超级工程中均有应用。当前，水性环氧材料种类丰富，应用环境广，尤其在道路材料领域，水性环氧作为一种黏结剂开始在沥青路面黏层、桥面铺装黏结层、白加黑路面黏层、微表处、雾封层、碎石封层、冷拌混合料、储存式混合料和冷再生混合料等方面均得到了一定的应用。但当前其作为路用黏结材料，缺乏针对不同的施工情景，使用环境及功能定位下的具体应用指标要求，尚未建立一套完整的路用水性环氧材料性能评价体系，而在路用水性环氧材料渗透性能检测领域，高精度预测方法的缺失及模糊的技术指标要求，均不利于水性环氧材料在道路材料领域的进一步推广与发展。

在实际工程应用过程中，黏结材料自身的渗透性能与工程施工，使用质量息息相关。水性环氧中环氧树脂的掺入会使其渗透深度改变进而导致各组成材料之间黏结效果并非预期，其中，环氧树脂掺入量过大会导致黏结材料整体流动性下降，有效渗透深度降低进而造成路面各层及各材料之间难以形成一个整体，使路面抵抗水、温度等损害能力减弱，并在路面使用早期极易出现表层掉粒脱块、裂缝，拥包等病害，严重影响道面服役质量；而有效渗透深度过大，不仅会导致材料渗透性能过剩，不利于工程成本控制，也会因路面上部结构层因黏结材料存量减少导致结构整体黏结强度不佳，严重影响路面使用寿命。因而出于实际工程中控制工程成本以及提高工程质量的考量，准确地测试、评价、对比、预测不同路用水性环氧材料在不同施工环境的温度，孔隙率及稀释程度下的渗透性，对于水性环氧材料在道路领域中的持续扩大推广和应用具有重要影响。

现有的黏结材料渗透性能测试装置、评价方式，不仅实验周期长，并且实验过程缺乏精准温度控制，实验未采用标准化测试材料，导致结果不具备统一性，大粒径集料造成试件内部孔隙率波动增大，试件内部细观构造不均匀导致其内部渗透深度不尽相同，单一试件渗透深度亦多变，材料渗透性能对比随机性较大，会产生厘米级误差，无法准确获知胶结材料最大有效渗透深度数值。因此，现有的测试装置和评价方法适用于道路工程验收过程中的渗透性项目检测，但并不适用于道面黏结材料最初的研发、比选以及组合设计过程。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种路用水性环氧渗透性能测试装置、评价及预测方法，通过采用本结构和方法，能够统一水性环氧渗透性能的测试条件，实验周期短，可以统一评价路用水性环氧材料在实际施工中的渗透性能，并且能够精准测量胶结材料最大有效渗透深度数值，可适用于多种组合场景。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种路用水性环氧渗透性能测试装置，包括渗透子管和恒温母罐；

所述渗透子管包括渗透子管分段A和渗透子管分段B，所述渗透子管分段A与渗透子管分段B相连，形成内部中空的圆柱体结构；

所述圆柱体结构的底部设有螺帽基座，所述螺帽基座通过螺纹与所述圆柱体结构相连；

所述螺帽基座底部设有隔离网；

所述恒温母罐包括罐体、保温盖和电热基座；

所述罐体顶部与所述保温盖相连，底部与所述电热基座相连；

所述电热基座上设置有渗透子管支架和匀温风扇；

所述渗透子管支架的周向上阵列有多个渗透子管固定孔；所述渗透子管固定孔用于固定所述渗透子管；

所述匀温风扇位于所述渗透子管支架的中央；

所述罐体的外壁上设置有温度控制器和时间控制器；

所述温度控制器和所述时间控制器分别与所述匀温风扇相连。

进一步地，所述渗透子管分段A或所述渗透子管分段B的内壁上设有刻度线。

进一步地，所述渗透子管分段A和所述渗透子管分段B之间通过第一复位孔和第二复位孔相连；所述第一复位孔和所述第二复位孔均为半球状结构。

进一步地，所述电热基座的底部设置有三个调平支座；所述罐体外壁上设置有水准尺，所述水准尺位于所述时间控制器的下方。

进一步地，所述时间控制器包括时间显示器、增时键和减时键。

进一步地，所述罐体外壁上设置有指示灯。

进一步地，还包括匀注漏斗和整平器；

所述匀注漏斗用于将标准砂注入所述渗透子管中；

所述整平器用于将标准砂旋转整平。

进一步地，所述渗透子管和所述恒温母罐均为不锈钢材质；

所述渗透子管的直径为23mm，高度为195mm，壁厚为3mm；

所述螺帽基座的直径为23mm，高度为20mm，壁厚为3mm；

所述隔离网为2层，采用上下分布方式，位于上方的隔离网厚度为1.5mm，网孔尺寸为3mm；位于下方的隔离网厚度为1mm，网孔尺寸为0.3mm；

所述恒温母罐的直径为220mm，高度为300mm，壁厚为20mm；

所述渗透子管支架的高度为45mm；

所述渗透子管固定孔的个数为8，孔径为23.5mm，且垂直分布于所述匀温风扇的四周。

一种路用水性环氧渗透性能的评价方法，基于上述一种路用水性环氧渗透性能测试装置，包括步骤如下：

S1，称取水性环氧，称取标准砂经加热备用；分别在渗透子管分段A和渗透子管分段B内侧涂刷隔离剂，经组合后，在底部旋入装有隔离网的螺帽基座，组装渗透子管完成；

S2，将标准砂加入到渗透子管中进行整平，将渗透子管放入恒温母罐中加热，待标准砂升至预设温度时，将渗透子管取出；

S3，将水性环氧在预设时间内倒入渗透子管中，计算得到实际渗透子管中水性环氧的注入质量G；

S4，将渗透子管***恒温母罐的渗透子管固定孔中，盖上保温盖，通过温度控制器和时间控制器调节匀温风扇的加热温度和时间，开始渗透实验；

S5，将渗透子管取出，取出并清洁胶砂柱体，将胶砂柱体分成n等份，分别量测每一份胶砂柱体的水性环氧渗透深度，得到渗透深度测试值d_i，其中，i取值为1—n，n为正整数；

S6，根据渗透系数公式、水性环氧的注入质量G和渗透深度测试值d_i，计算得到标准渗透系数H_标，渗透系数公式具体为：

S7，多次重复执行S1-S6，得到多组标准渗透系数，取多组标准渗透系数的平均值作为最终渗透系数，通过最终渗透系数评价水性环氧的渗透性能。

一种路用水性环氧渗透性能的预测方法，基于上述一种路用水性环氧渗透性能的评价方法，包括如下步骤：

第一步，基于控制变量原则，分别计算在对应温度、空隙率和稀释程度下，水性环氧的实际渗透与标准渗透的对应关系，得到温度关系、空隙率关系和稀释程度关系；

第二步，根据温度关系、空隙率关系和稀释程度关系，得到待检水性环氧得到温度折减系数K_t、空隙折减系数K_k和稀释折减系数K_X；

第三步，利用路用水性环氧渗透性能的评价方法得到待检水性环氧的标准渗透系数H_标；

第四步，通过待检水性环氧的标准渗透系数H_标以及温度折减系数K_t、空隙折减系数K_k和稀释折减系数K_X，计算得到待检水性环氧的实际渗透系数H_实，具体公式如下：

H_实＝H_标×K_x×K_t×K_k；

第五步，根据实际渗透系数H_实预测待检水性环氧的渗透性能。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明提供一种路用水性环氧渗透性能测试装置，本装置由2个渗透子管分段和底部装有隔离网的螺帽基座组合成渗透子管；由罐体、保温盖、电热基座、温度控制器、时间控制器以及匀温风扇和渗透子管固定孔组成了恒温母罐，渗透子管采用上述设计能够最大限度模拟实际施工过程中的渗透环境，实验时，将渗透子管放入恒温母罐中，可精准控制温度和时间，能够精准地测量水性环氧最大有效渗透深度数值，进而根据渗透深度数值对其渗透性能进行精准地评价，本装置结构简单，便于运维和操作，具有良好地推广应用价值。

因此本发明具备绿色环保，适用性广，实用性强，准确性高，实验迅速,高效且结果易观测，兼备统一性及推广性等优点。

优选地，本发明的渗透子管分段内壁上设置了刻度线，便于实验时标准砂的精准称量。

优选地，本发明的利用两个复位孔对两个渗透子管分段进行定位，便于两个渗透子管分段的组合，节省了实验准备时间。

优选地，本发明设置了调平支座与水准尺，通过调平支座与水准尺的配合，保证水性环氧在注入过程中管渗透子管内上部砂面与胶面始终保持水平状态，提升了实验的精度。

优选地，本发明的时间控制器包括了时间显示器、增时键和减时键，便于随时根据实验环境需求进行调节。

优选地，本发明还设置有匀注漏斗和整平器，使用匀注漏斗来最大限度避免标准砂于管内离析，并通过控制匀注漏斗尺寸来有效避免水性环氧在加注时黏附在渗透子管的管壁，同时采用整平器旋转整平而非人力压平，可降低整平过程中因人为误差导致砂石密实度变化过大，进而影响渗透结果准确性的风险。

优选地，本发明在在渗透子管底部设置了两层金属质隔离网，两层隔离网均有透气作用，下方隔离网主要起支撑作用，上方隔离网要起隔离作用，这样，可最大限度模拟实际施工过程中的透气环境，防止胶结料在下渗过程中管内气泡上升而影响渗透过程的均匀性。

本发明还提供一种路用水性环氧渗透性能的评价方法，基于上述一种路用水性环氧渗透性能测试装置，本方法采用对环境无污染、与实际黏附场景相似且空隙率稳定的标准砂作为渗透衡量介质，使渗透试验检测精度由传统的厘米级提升至毫米级，其原理是让路用水性环氧在空透且恒温条件下自行透过定量标准砂，通过监测一定时间及温度内透过标准砂的胶砂混合料柱体的高度，结合所注入水性环氧的质量定量地确定水性环氧的渗透系数进而评价其渗透性能大小。利用本方法能够统一水性环氧渗透性能的测试条件，能够精准测量胶结材料最大有效渗透深度数值，可适用于多种组合场景。本方法原理简单，便于实施。

本发明还提供一种路用水性环氧渗透性能的预测方法，基于上述路用水性环氧渗透性能的评价方法，本方法通过设置稀释折减系数、温度折减系数和空隙率折减系数来实现实际条件与标准条件下渗透深度数值的换算，进而达到对多场景组合实验条件下的路用水性环氧材料渗透性能的统一对比、评价，同时，采用本方法也可以基于某材料的标准渗透系数，结合三大折减系数来实现材料在实际施工过程中的单位质量的渗透深度预测，以期避免材料渗透性能过剩或性能不足，进而实现材料应用最大化。

附图说明

图1(a)为本发明实施例提供的渗透子管的结构示意图；

图1(b)为本发明实施例提供的渗透子管的主视图；

图1(c)为本发明实施例提供的渗透子管的侧视图；

图1(d)为本发明实施例提供的渗透子管的俯视图；

图2为本发明实施例提供的恒温母罐的结构示意图；

图3(a)为本发明实施例提供的匀注漏斗的主视图；

图3(b)为本发明实施例提供的匀注漏斗的侧视图；

图3(c)为本发明实施例提供的匀注漏斗的俯视图；

图4(a)为本发明实施例提供的整平器的主视图；

图4(b)为本发明实施例提供的整平器的侧视图；

图4(c)为本发明实施例提供的整平器的俯视图；

图5为本发明实施例提供的不同稀释比例(1-2mm标准砂,15g,2h,25℃)下水性环氧渗透深度记录曲线图；

图6为本发明实施例提供的不同空隙率(4；3；2.5,15g,2h,25℃)下水性环氧渗透深度记录曲线图；

图7为本发明实施例提供的不同温度(4；3；2.5,1-2mm标准砂，15g，6h)下水性环氧渗透深度记录曲线图；

图8为本发明实施例提供的不同温度(4；3；2.5,1-2mm标准砂，15g，6h)下渗透子管测位一的“温度-渗透深度”数据回归曲线图；

图9为本发明实施例提供的不同温度(4；3；2.5,1-2mm标准砂，15g，6h)下渗透子管测位二的“温度-渗透深度”数据回归曲线图；

图10为本发明实施例提供的不同温度(4；3；2.5,1-2mm标准砂，15g，6h)下渗透子管测位三的“温度-渗透深度”数据回归曲线图；

图11为本发明实施例提供的不同温度(4；3；2.5,1-2mm标准砂，15g，6h)下渗透子管测位四的“温度-渗透深度”数据回归曲线图；

图12为本发明实施例提供的一种路用水性环氧渗透性能的评价方法的流程图；

图13为本发明实施例提供的一种路用水性环氧渗透性能的预测方法的流程图。

附图标记：

渗透子管-1；渗透子管分段A-1-1；渗透子管分段B-1-2；刻度线-1-3；第一复位孔-1-4；第二复位孔-1-5；标准砂-1-6；螺纹-1-7；螺帽基座-1-8；隔离网-1-9；

恒温母罐-2；保温盖-2-1；时间显示器-2-2；增时键-2-3；水准尺-2-4；减时键-2-5；指示灯-2-6；温度控制器-2-7；渗透子管支架-2-8；渗透子管固定孔-2-9；匀温风扇-2-10；调平支座-2-11；电热基座-2-12。

具体实施方式

本发明提供一种路用水性环氧渗透性能测试装置，包括渗透子管1和恒温母罐2；

所述渗透子管1包括渗透子管分段A1-1和渗透子管分段B1-2，所述渗透子管分段A1-1与渗透子管分段B1-2相连，形成内部中空的圆柱体结构；所述圆柱体结构的底部设有螺帽基座1-8，所述螺帽基座1-8通过螺纹1-7与所述圆柱体结构相连；所述螺帽基座1-8底部设有隔离网1-9；渗透子管分段A1-1或渗透子管分段B1-2的内壁上还设有刻度线1-3。所述渗透子管分段A1-1和所述渗透子管分段B1-2之间通过第一复位孔1-4和第二复位孔1-5相连；所述第一复位孔1-4和所述第二复位孔1-5均为半球状结构。

所述恒温母罐2包括罐体、保温盖2-1和电热基座2-12；所述罐体顶部与所述保温盖2-1相连，底部与所述电热基座2-12相连，罐体外壁上设置有指示灯2-6。所述电热基座2-12上设置有渗透子管支架2-8和匀温风扇2-10；所述渗透子管支架2-8的周向上阵列有多个渗透子管固定孔2-9；所述渗透子管固定孔2-9用于固定所述渗透子管1；所述匀温风扇2-10位于所述渗透子管支架2-8的中央；所述罐体的外壁上设置有温度控制器2-7和时间控制器；所述温度控制器2-7和所述时间控制器分别与所述匀温风扇2-10相连。

此外，电热基座2-12的底部设置了三个调平支座2-11；所述罐体外壁上设置了水准尺2-4，水准尺2-4位于所述时间控制器的下方。

这里，时间控制器包括时间显示器2-2、增时键2-3和减时键2-5。

路用水性环氧渗透性能测试装置还包括匀注漏斗和整平器；匀注漏斗用于将标准砂1-6注入所述渗透子管1中；整平器用于将标准砂1-6旋转整平。

上述部件具体的材质和参数如下：

渗透子管1和恒温母罐2均为不锈钢材质；

渗透子管1的直径为23mm，高度为195mm，壁厚为3mm；

螺帽基座1-8的直径为23mm，高度为20mm，壁厚为3mm；

隔离网1-9为2层，采用上下分布方式，位于上方的隔离网1-9厚度为1.5mm，网孔尺寸为3mm；位于下方的隔离网1-9厚度为1mm，网孔尺寸为0.3mm；

恒温母罐2的直径为220mm，高度为300mm，壁厚为20mm；

渗透子管支架2-8的高度为45mm；

渗透子管固定孔2-9的个数为8，孔径为23.5mm，且垂直分布于匀温风扇2-10的四周。

本发明还提供一种路用水性环氧渗透性能的评价方法，上述一种路用水性环氧渗透性能测试装置，包括步骤如下：

S1，称取水性环氧，称取标准砂1-6经加热备用；分别在渗透子管分段A1-1和渗透子管分段B1-2内侧涂刷隔离剂，经组合后，在底部旋入装有隔离网1-9的螺帽基座1-8，组装渗透子管1完成；

S2，将标准砂1-6加入到渗透子管1中进行整平，将渗透子管1放入恒温母罐2中加热，待标准砂1-6升至预设温度时，将渗透子管1取出；

S3，将水性环氧在预设时间内倒入渗透子管1中，计算得到实际渗透子管1中水性环氧的注入质量G；

S4，将渗透子管1***恒温母罐2的渗透子管固定孔2-9中，盖上保温盖2-1，通过温度控制器2-7和时间控制器调节匀温风扇2-10的加热温度和时间，开始渗透实验；

S5，将渗透子管1取出，取出并清洁胶砂柱体，将胶砂柱体分成n等份，分别量测每一份胶砂柱体的水性环氧渗透深度，得到渗透深度测试值d_i，其中，i取值为1—n，n为正整数；

S6，根据渗透系数公式、水性环氧的注入质量G和渗透深度测试值d_i，计算得到标准渗透系数H_标，渗透系数公式具体为：

S7，多次重复执行S1-S6，得到多组标准渗透系数，取多组标准渗透系数的平均值作为最终渗透系数，通过最终渗透系数评价水性环氧的渗透性能。

本发明还提供一种路用水性环氧渗透性能的预测方法，基于上述一种路用水性环氧渗透性能的评价方法，包括如下步骤：

第一步，基于控制变量原则，分别计算在对应温度、空隙率和稀释程度下，水性环氧的实际渗透与标准渗透的对应关系，得到温度关系、空隙率关系和稀释程度关系；

第二步，根据温度关系、空隙率关系和稀释程度关系，得到待检水性环氧得到温度折减系数K_t、空隙折减系数K_k和稀释折减系数K_X；

第三步，利用路用水性环氧渗透性能的评价方法得到待检水性环氧的标准渗透系数H_标；

第四步，通过待检水性环氧的标准渗透系数H_标以及温度折减系数K_t、空隙折减系数K_k和稀释折减系数K_X，计算得到待检水性环氧的实际渗透系数H_实，具体公式如下：

H_实＝H_标×K_x×K_t×K_k；

第五步，根据实际渗透系数H_实预测待检水性环氧的渗透性能。

实施例

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1(a)—图1(d)所示，本实施例涉及测试路用水性环氧材料渗透性的装置以及优选实施方式，具体提供了一种路用水性环氧渗透性能测试装置，它主体由总高度为195mm，壁厚为3mm，管体内部中空且内直径为23mm不锈钢渗透子管1和最高温度可加热到200℃的恒温母罐2及整平器，匀注漏斗等一系列配套组件构成。其中：渗透子管1整体为圆柱体，内部中空且管壁复位孔(第一复位孔1-4和第二复位孔1-5)呈半球状，直径2mm，底部螺帽基座1-8的直径为23mm，高度为20mm，壁厚为3mm。渗透子管1内部装有渗透衡量介质标准砂1-6，底部设有两层金属质隔离网1-9，其中下部隔离网1-9的网孔尺寸为3mm，厚1.5mm起支撑，透气作用，上部隔离网1-9的网孔尺寸0.3mm，厚1mm起隔离，透气作用。

如图2所示，恒温母罐2为中空的圆柱体，采用不锈钢材质，高度为300mm，内部直径为220mm,壁厚20mm。恒温母罐2内部设有固定渗透子管1的高度为45mm的渗透子管支架2-8，渗透子管支架2-8上部等距开设有8个呈圆形排布的孔径为23.5mm的渗透子管固定孔2-9，用于固定安放渗透子管1使其垂直分布于匀温风扇四周，渗透子管支架2-8中间掏空并设有匀温风扇2-10使恒温母罐2内温度分布均匀。恒温母罐2***中部设有温度控制器2-7及时间控制器，用于实验温度设置及恒温渗透时间参数设定。恒温母罐2下部设有三个调平支座2-11，结合罐体中部的水准尺2-4配套使用，保证了罐体始终保持水平。

如图3(a)—图4(c)所示，本装置还包括了匀注漏斗和整平器，二者的配合大大提高了本装置实验测试的精准度。

如图12所示，利用本实施例提供的测试装置对路用水性环氧进行了试验，并提供一种一种路用水性环氧渗透性能的评价方法，优选的评价步骤为；

第一步，实验准备：

为显著区分材料渗透性能大小，配制固化剂：树脂：稀释剂以质量比为4：3：2；4：3：2.4及4：3：2.8的水性环氧各50g，分别装入100mL烧杯中，分别称取15g于100mL烧杯中备用，并称取0.3mm-0.5mm,0.5mm-1mm,1mm-2mm尺寸的1KG标准砂1-6置于托盘中，放入110℃±2℃的烘箱中加热2h，放入干燥箱中备用，将路用水性环氧渗透性能测试装置放置于水平操作台上，调节三个调平支座2-11使恒温母罐2的水准尺2-4的气泡居中。

第二步，实验材料注入：

将渗透子管1沿第一复位孔1-4和第二复位孔1-5拆开，渗透子管分段A1-1和渗透子管分段B1-2内侧涂刷隔离剂后，将二者沿第一复位孔1-4和第二复位孔1-5合并，并旋转入螺帽基座1-8中备用。采用与渗透子管1同尺寸量筒量取120mm±1mm标准砂1-6，同时使用整平器将其上部砂面旋转整平，再利用匀注漏斗将标准砂1-6均匀加入到渗透子管1中并用整平器进行砂面旋转整平，再将其放入恒温母罐2中进行30min的升温处理，待其内部标准砂1-6分别升温至25℃，30℃，35℃时，将渗透子管1取出备用。

第三步，待测材料注入：

称取质量为15g±0.1g的水性环氧倒入重量Ga(g)的10ml烧杯中，称准至0.01g。从水性环氧接触渗透子管1内量砂表面时开始计时，通过重量Gb(g)的匀注漏斗，将称量好的水性环氧在30s之内匀速顺时针倒入渗透子管1内，再次称取匀注漏斗重量Gc(g)及烧杯重量Gd(g)。

第四步，渗透实验：

将渗透子管1逐次对应***恒温母罐2内部的渗透子管固定孔2-9中，盖上恒温母罐2顶部保温盖2-1，旋转温度控制器依次至实验温度25℃，30℃，35℃并设置恒温时间控制器至保温时间6h，运行指示灯亮则渗透实验开始。

第五步，结果观测：

保温结束后，将渗透子管1取出，并旋转出底部螺帽基座1-8，并将管内底部未黏结标准砂1-6排出，将渗透子管1分开，将其内部固化的胶砂柱体取出并用毛刷将四周残留量砂扫净，用钢板尺将胶砂固体顶面圆周平均分成8等份，分别量测圆周上各等分点水性环氧渗透深度测试值，估读0.5mm，分别以d_i(i＝1.2..8)表示。

第六步，数据处理：

去掉渗透深度测试值d_i中的最大，最小值，计算其他6个渗透深度测试值的算数平均值，作为该种测试材料的实际渗透深度结果。保温时间结束后，开启保温盖开始记录数据。采用下式计算标准渗透系数H_实，15+Ga+Gb-Gc-Gd表示为水性环氧的注入质量，具体公式为：

第七步，数据确认：

重复上述步骤即可重复进行样品渗透性能测试。取3次试验的平均值作为该水性环氧材料渗透系数的最终值，小数点后保留两位有效数字。可得到如表三所示的3个样品对应的渗透情况统计，经下式进行数据处理后可知三种材料的标准渗透系数依次为0.35mm/g,0.17mm/g与0.18mm/g。

至此，通过标准渗透系数可精准评价出各样品的渗透性能。

为了结合实际条件下的渗透性能预测，本实施例又提供了一种路用水性环氧渗透性能的预测方法，如图13所示，结合上述的评价方法，对某待检水性环氧进行实际预测，设置了稀释折减系数、温度折减系数和空隙率折减系数来实现实际条件与标准条件下渗透深度数值的换算，具体为：

首先，基于控制变量原则，分别计算在对应温度、空隙率和稀释程度下，水性环氧的实际渗透与标准渗透的对应关系，得到温度关系、空隙率关系和稀释程度关系；

其次，采用等量均分原则，结合各折减系数表(如表1-3)中的各区间端值，依次确定某路用水性环氧的实际渗透实验条件下的对应温度，空隙率，稀释程度三大折减系数数值，通过下式将实验条件下的标准渗透系数H_标转化为实际施工条件下的渗透系数H_实；

最后，通过渗透性能评价表(如表4)对材料渗透性能加以评判和预测。经查表并用下式换算可知三者实际渗透系数依次为0.35mm/g,0.40mm/g,0.41mm/g，对比可知三号材料在对应渗透环境中的渗透性能最佳，评级为中等，而二号居中且评级为较差，一号渗透性最差且对应评级为较差，具体数据详见表5。

H_实＝H_标×K_x×K_t×K_k(mm)

这里，H标表示25℃,15g，组成比例固化剂：树脂：稀释剂为4：3：2.5的水性环氧于1-2mm标准砂中的6h渗透深度值，具体不同侧位的温度-渗透深度数据回归曲线，如图6至图11所示。

K_X---稀释折减系数，详情数值参考表1；

K_t---温度折减系数，详情数值参考表2；

K_t---空隙折减系数，详情数值参考表3。

本实施例提供的装置及方法具有如下优点：绿色环保，适用性广，综合对比性强，准确性高，实验迅速,高效且结果易观测，兼备统一性及推广性的优势。

表1—稀释率折减系数汇总表

表2—孔隙率折减系数汇总表

表3—孔隙率折减系数汇总表

表4—渗透性能评价表

表5—水性环氧渗透验证试验数据记录表

尽管以上结合附图与实施例对本发明的实施方案进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种路用水性环氧渗透性能测试装置，其特征在于，包括渗透子管(1)和恒温母罐(2)；

所述渗透子管(1)包括渗透子管分段A(1-1)和渗透子管分段B(1-2)，所述渗透子管分段A(1-1)与渗透子管分段B(1-2)相连，形成内部中空的圆柱体结构；

所述圆柱体结构的底部设有螺帽基座(1-8)，所述螺帽基座(1-8)通过螺纹(1-7)与所述圆柱体结构相连；

所述螺帽基座(1-8)底部设有隔离网(1-9)；

所述恒温母罐(2)包括罐体、保温盖(2-1)和电热基座(2-12)；

所述罐体顶部与所述保温盖(2-1)相连，底部与所述电热基座(2-12)相连；

所述电热基座(2-12)上设置有渗透子管支架(2-8)和匀温风扇(2-10)；

所述渗透子管支架(2-8)的周向上阵列有多个渗透子管固定孔(2-9)；所述渗透子管固定孔(2-9)用于固定所述渗透子管(1)；

所述匀温风扇(2-10)位于所述渗透子管支架(2-8)的中央；

所述罐体的外壁上设置有温度控制器(2-7)和时间控制器；

所述温度控制器(2-7)和所述时间控制器分别与所述匀温风扇(2-10)相连。

2.根据权利要求1所述的一种路用水性环氧渗透性能测试装置，其特征在于，所述渗透子管分段A(1-1)或所述渗透子管分段B(1-2)的内壁上设有刻度线(1-3)。

3.根据权利要求1所述的一种路用水性环氧渗透性能测试装置，其特征在于，所述渗透子管分段A(1-1)和所述渗透子管分段B(1-2)之间通过第一复位孔(1-4)和第二复位孔(1-5)相连；所述第一复位孔(1-4)和所述第二复位孔(1-5)均为半球状结构。

4.根据权利要求1所述的一种路用水性环氧渗透性能测试装置，其特征在于，所述电热基座(2-12)的底部设置有三个调平支座(2-11)；所述罐体外壁上设置有水准尺(2-4)，所述水准尺(2-4)位于所述时间控制器的下方。

5.根据权利要求1所述的一种路用水性环氧渗透性能测试装置，其特征在于，所述时间控制器包括时间显示器(2-2)、增时键(2-3)和减时键(2-5)。

6.根据权利要求1所述的一种路用水性环氧渗透性能测试装置，其特征在于，所述罐体外壁上设置有指示灯(2-6)。

7.根据权利要求1所述的一种路用水性环氧渗透性能测试装置，其特征在于，还包括匀注漏斗和整平器；

所述匀注漏斗用于将标准砂(1-6)注入所述渗透子管(1)中；

所述整平器用于将标准砂(1-6)旋转整平。

8.根据权利要求1所述的一种路用水性环氧渗透性能测试装置，其特征在于，所述渗透子管(1)和所述恒温母罐(2)均为不锈钢材质；

所述渗透子管(1)的直径为23mm，高度为195mm，壁厚为3mm；

所述螺帽基座(1-8)的直径为23mm，高度为20mm，壁厚为3mm；

所述隔离网(1-9)为2层，采用上下分布方式，位于上方的隔离网(1-9)厚度为1.5mm，网孔尺寸为3mm；位于下方的隔离网(1-9)厚度为1mm，网孔尺寸为0.3mm；

所述恒温母罐(2)的直径为220mm，高度为300mm，壁厚为20mm；

所述渗透子管支架(2-8)的高度为45mm；

所述渗透子管固定孔(2-9)的个数为8，孔径为23.5mm，且垂直分布于所述匀温风扇(2-10)的四周。

9.一种路用水性环氧渗透性能的评价方法，基于权利要求1-8任一项所述的一种路用水性环氧渗透性能测试装置，其特征在于，包括步骤如下：

S1，称取水性环氧，称取标准砂(1-6)经加热备用；分别在渗透子管分段A(1-1)和渗透子管分段B(1-2)内侧涂刷隔离剂，经组合后，在底部旋入装有隔离网(1-9)的螺帽基座(1-8)，组装渗透子管(1)完成；

S2，将标准砂(1-6)加入到渗透子管(1)中进行整平，将渗透子管(1)放入恒温母罐(2)中加热，待标准砂(1-6)升至预设温度时，将渗透子管(1)取出；

S3，将水性环氧在预设时间内倒入渗透子管(1)中，计算得到实际渗透子管(1)中水性环氧的注入质量G；

S4，将渗透子管(1)***恒温母罐(2)的渗透子管固定孔(2-9)中，盖上保温盖(2-1)，通过温度控制器(2-7)和时间控制器调节匀温风扇(2-10)的加热温度和时间，开始渗透实验；

S5，将渗透子管(1)取出，取出并清洁胶砂柱体，将胶砂柱体分成n等份，分别量测每一份胶砂柱体的水性环氧渗透深度，得到渗透深度测试值d_i，其中，i取值为1—n，n为正整数；

S6，根据渗透系数公式、水性环氧的注入质量G和渗透深度测试值d_i，计算得到标准渗透系数H_标，渗透系数公式具体为：

S7，多次重复执行S1-S6，得到多组标准渗透系数，取多组标准渗透系数的平均值作为最终渗透系数，通过最终渗透系数评价水性环氧的渗透性能。

10.一种路用水性环氧渗透性能的预测方法，基于权利要求9所述的一种路用水性环氧渗透性能的评价方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，基于控制变量原则，分别计算在对应温度、空隙率和稀释程度下，水性环氧的实际渗透与标准渗透的对应关系，得到温度关系、空隙率关系和稀释程度关系；

第二步，根据温度关系、空隙率关系和稀释程度关系，得到待检水性环氧得到温度折减系数K_t、空隙折减系数K_k和稀释折减系数K_X；

第三步，利用路用水性环氧渗透性能的评价方法得到待检水性环氧的标准渗透系数H标；

第四步，通过待检水性环氧的标准渗透系数H_标以及温度折减系数K_t、空隙折减系数K_k和稀释折减系数K_X，计算得到待检水性环氧的实际渗透系数H_实，具体公式如下：

H_实＝H_标×K_x×K_t×K_k；

第五步，根据实际渗透系数H_实预测待检水性环氧的渗透性能。

Images