專(zhuān)利名稱(chēng)：混凝土軸向拉伸試件的制備裝置及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土軸向拉伸試件的制備裝置及制備方法，屬于混凝土材料試 驗(yàn)及工程檢測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于混凝土等準(zhǔn)脆性材料的軸拉性能越來(lái)越受到人們的關(guān)注，因此迫切需要一種 能夠精確制備混凝土軸拉試件的整套方案。目前國(guó)內(nèi)外提及混凝土軸拉試驗(yàn)方案的資料并 不少見(jiàn)，但是關(guān)于混凝土軸拉試件的精確制備過(guò)程的少有提及。由于混凝土軸拉試件制備 不夠精確可能會(huì)導(dǎo)致混凝土類(lèi)軸拉試件出現(xiàn)“偏心受拉”破壞，導(dǎo)致在非混凝土區(qū)域如連接 構(gòu)件處發(fā)生破壞，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的混凝土類(lèi)材料軸心受力破壞。因此，需要一種更 為精確的混凝土類(lèi)材料軸拉試件的制備裝置及解決方案。此外，混凝土試件必須通過(guò)一定 的夾持方式與試驗(yàn)機(jī)連接才能保證軸向拉力的穩(wěn)定可靠傳遞，因此，混凝土軸拉試件的設(shè) 計(jì)應(yīng)保證試件的對(duì)中安裝，受力合理，避免應(yīng)力集中且應(yīng)當(dāng)保證可以重復(fù)利用。國(guó)內(nèi)外常見(jiàn) 的夾持方式主要有三種預(yù)埋式，端部粘貼式和側(cè)夾式三種，其中端部粘貼式的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在 于，試件的均勻受力范圍較大，更容易保證試件是處于完全的軸拉狀態(tài)而破壞，但其不足體 現(xiàn)為加工工序比較復(fù)雜，而且目前沒(méi)有成套的制備技術(shù)和裝置來(lái)保證混凝土軸拉試件制備 的精度和提高制備過(guò)程的效率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種可解決目前混凝土軸拉試件制備精度 差、試驗(yàn)成功率低等實(shí)際問(wèn)題的混凝土軸向拉伸試件的制備裝置以及制備方法。
本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種混凝土軸向拉伸試件的制備裝置，包括固定定位裝置、移動(dòng)式端部固定裝置與可 拆卸式反力擋板；所述固定定位裝置包括L型底座，短邊均勻開(kāi)設(shè)圓形卡槽，對(duì)應(yīng)圓形卡槽 位置L型底座長(zhǎng)邊開(kāi)設(shè)T型槽道，同時(shí)最外側(cè)兩邊還設(shè)置行走槽道；可拆卸式反力擋板固定 設(shè)置在L型底座短邊的對(duì)面，可拆卸式反力擋板內(nèi)側(cè)設(shè)置移動(dòng)式端部固定裝置，移動(dòng)式端 部固定裝置均勻開(kāi)設(shè)圓形卡槽且底部設(shè)置有T型滑軌，移動(dòng)式端部固定裝置與行走槽道配 合設(shè)置，擋板上垂直穿孔設(shè)置手動(dòng)推進(jìn)螺栓，螺栓一端接觸移動(dòng)式端部固定裝置；固定定位 裝置與移動(dòng)式端部固定裝置之間設(shè)置圓柱體混凝土試件。
混凝土試件的兩端固定粘結(jié)設(shè)置傳力端板，傳力端板設(shè)置在圓形卡槽內(nèi)。
所述每條T型槽道上固定均勻設(shè)置至少2個(gè)圓弧形托架，該圓弧形托架包括倒T 型滑軌。
可拆卸式反力擋板通過(guò)螺栓固定設(shè)置在固定定位裝置上；所述圓形卡槽內(nèi)設(shè)置有 橡膠襯墊。
一種混凝土軸向拉伸試件的制備方法，包括以上任一權(quán)利要求所述的混凝土軸向 拉伸試件的制備裝置，包括以下步驟，(1)混凝土芯樣制備將混凝土(或者砂漿)澆筑成一個(gè)塊體結(jié)構(gòu)，養(yǎng)護(hù)后，采用混凝土 取芯機(jī)取用直徑為D的混凝土圓柱體芯樣，然后在混凝土切割機(jī)上切除兩端部不平整部分 和浮漿層，保留圓柱體試件高度為L(zhǎng)的試件；(2)對(duì)中安放混凝土芯樣在圓柱體混凝土試件及其兩個(gè)傳力端板上面均勻涂抹高強(qiáng) 環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠，將加工好的圓柱體混凝土試件橫放在兩個(gè)圓弧形托架之上，并使圓柱體試件 的兩個(gè)端面緊貼其兩端的傳力端板，通過(guò)適當(dāng)滑動(dòng)微調(diào)兩個(gè)圓弧形托架的水平位置來(lái)避開(kāi) 圓柱體混凝土試件的表面不平之處，保證鋼制圓柱體傳力端板和圓柱體混凝土試件的對(duì)中 平齊；(3)壓緊穩(wěn)固將手動(dòng)推進(jìn)螺栓旋進(jìn)提供固定壓力的可拆卸式反力擋板中間部位的螺 孔之內(nèi)，并逐漸推進(jìn)并壓緊移動(dòng)式端板固定裝置，向圓柱體混凝土試件和傳力端板之間提 供膠合所需要的軸向壓力；(4)混凝土拉伸試件完成水平放置整個(gè)混凝土軸拉伸試件制備裝置及其上的圓柱體 混凝土試件，20- 26h后旋出手動(dòng)推進(jìn)螺栓，釋放軸向固定壓力，即可得到混凝土軸拉伸試 件。
本發(fā)明的有益效果為1.本發(fā)明所提出的圓柱體混凝土試件的鉆芯取樣法，能夠保證所取芯試樣的均質(zhì)性， 避免逐個(gè)在模具中澆筑小尺寸的混凝土試件所帶來(lái)的質(zhì)量不均勻的問(wèn)題，易于保證試驗(yàn)數(shù) 據(jù)的可靠性和代表性。
2.本專(zhuān)利所提出的將傳力端板和混凝土試件粘貼固定在一起的裝置，具有足夠 的剛度和矯正不規(guī)則變形的能力，使得其制備的混凝土軸拉試件具有足夠的對(duì)中度和抑制 傳力端板和試件之間偏斜的功效，能夠有效防止混凝土圓柱體試件的偏心受拉破壞，提高 混凝土類(lèi)軸心受拉試驗(yàn)的試驗(yàn)成功率和精確性。
3.在實(shí)際操作的過(guò)程中，本專(zhuān)利所提出的采用試驗(yàn)裝置所進(jìn)行的操作步驟，可保 證環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)膠膠層厚度均勻飽滿(mǎn)，并可防止多余涂抹的膠層將其他無(wú)關(guān)部件粘連的弊端。
4.在實(shí)施混凝土與傳力端板的粘貼過(guò)程中，人為的模糊操作干預(yù)少，都依靠設(shè)計(jì) 好的具有足夠剛度的底座以及端板系統(tǒng)精確實(shí)現(xiàn)對(duì)中，所得到的混凝土軸拉伸試件質(zhì)量水平一致。


圖1為本發(fā)明混凝土軸向拉伸試件制備裝置示意圖；圖2為本發(fā)明混凝土軸向拉伸試件制備裝置的固定定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明混凝土軸向拉伸試件制備裝置的移動(dòng)式端部固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1，固定定位裝置；2,移動(dòng)式端部固定裝置；3,可拆卸式反力擋板；4,圓弧形 托架；5，T型槽道；6，傳力端板；7，圓柱體混凝土試件；8，Τ型滑軌；9，螺栓；10，手動(dòng)推進(jìn)螺 栓；11，定位標(biāo)記。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本 發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開(kāi)的內(nèi)容，本發(fā)明要求保護(hù)的范圍以權(quán)利要求書(shū)界定的范圍為準(zhǔn)。
實(shí)施例，結(jié)合圖1所示，本發(fā)明混凝土軸向拉伸試件制備裝置包括以下組件(I) 帶有6條倒T型槽道和4個(gè)圓形卡槽的固定定位裝置；(2)帶有2條倒T型滑軌的移動(dòng)式 端板定位裝置；(3)提供固定壓力的可拆卸式反力端板；(4)帶有倒T型滑軌的支撐混凝土 試件的8個(gè)圓弧形托架；(5)8個(gè)橡膠襯墊；(6) 8個(gè)傳力端板；(7)圓柱體混凝土試件(每 組4個(gè))；(8)帶手動(dòng)推進(jìn)螺栓；(9)固定螺栓(5個(gè))；(10)鋼制圓柱體傳力端板。
本發(fā)明混凝土軸向拉伸試件的制備方法，其步驟如下(1)將混凝土(或者砂漿)澆筑成一個(gè)塊體結(jié)構(gòu)，待養(yǎng)護(hù)28天之后，采用混凝土取芯機(jī) 取用一定尺寸(設(shè)直徑為D)的混凝土圓柱體芯樣試件，然后清理干凈之后，在混凝土切割機(jī) 上切除圓柱體芯樣的兩端部不平整部分和浮漿層，保留圓柱體試件高度為L(zhǎng)的試件；(2)將4個(gè)傳力端板6安放于固定定位裝置I中的圓形卡槽之內(nèi)；(3)將8個(gè)支撐試件的圓弧形托架分別推入固定定位裝置中的最內(nèi)側(cè)4條水平長(zhǎng)度較 長(zhǎng)的倒T形槽道5之中，將圓弧形托架參照初始定位標(biāo)記11擺放之上；(4)將移動(dòng)式端板固定裝置2推入固定定位裝置I中的最外側(cè)兩條T形槽道之中，并 使圓形卡槽朝向推進(jìn)方向，安裝好提供固定壓力的可拆卸式反力擋板3，旋緊5個(gè)固定螺栓 9 ；(5)在圓柱體混凝土試件及其兩個(gè)傳力端板上面均勻涂抹高強(qiáng)環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠，將I個(gè)加 工好的圓柱體混凝土試件橫放在兩個(gè)圓弧形托架4之上，并使圓柱體試件的兩個(gè)端面緊貼 其兩端的傳力端板6，通過(guò)適當(dāng)滑動(dòng)微調(diào)兩個(gè)圓弧形托架4的水平位置來(lái)避開(kāi)圓柱體混凝 土試件的表面不平之處，保證鋼制圓柱體傳力端板6和圓柱體混凝土試件7的對(duì)中平齊；(6)重復(fù)步驟(5)三次，將剩余3個(gè)混凝土試件安裝調(diào)整就位；(7)將手動(dòng)推進(jìn)螺栓10旋進(jìn)提供固定壓力的可拆卸式反力擋板3中間部位的螺孔之 內(nèi)，并逐漸推進(jìn)并壓緊移動(dòng)式端板固定裝置2，向圓柱體混凝土試件和傳力端板之間提供膠 合所需要的軸向壓力；(8)水平放置整個(gè)混凝土軸拉伸試件制備裝置及其上的圓柱體混凝土試件于合適的環(huán) 境中，根據(jù)所采用的環(huán)氧樹(shù)脂系膠結(jié)劑的性能不同，一般24h左右即可旋出手動(dòng)推進(jìn)螺栓 10，釋放軸向固定壓力之后，即可得到混凝土軸拉伸試件。
將傳力端板和圓柱體混凝土試件粘貼固定在一起，在使用該裝置的過(guò)程中，保證 傳力端板和圓柱體混凝土試件之間膠層的垂直壓力可以通過(guò)提供固定壓力的反力端板上 的螺旋推進(jìn)裝置實(shí)現(xiàn)；圓柱體混凝土試件與傳力端板之間的對(duì)中則通過(guò)手動(dòng)微調(diào)固定定位 裝置上4條倒T型槽道中的8個(gè)圓弧形形托架實(shí)現(xiàn)，通過(guò)水平移動(dòng)8個(gè)圓弧形形托架，可以 實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土圓柱體試件多個(gè)方向姿態(tài)的微調(diào)，進(jìn)而保證鋼制圓柱體端板和混凝土試件的 對(duì)中平行。
上述混凝土芯樣的制備方法，具體實(shí)施步驟如下(I)在合適的場(chǎng)地，澆筑混凝土塊體，塊體的高度應(yīng)高于軸拉試件設(shè)計(jì)尺寸約50_為且。
(2)混凝土養(yǎng)護(hù)到合適的齡期之后，釆用混凝土取芯機(jī)在已經(jīng)澆筑好的混凝土塊體上取芯?；炷寥⌒緳C(jī)應(yīng)具有足夠的剛度并應(yīng)有水冷卻系統(tǒng)。鉆芯機(jī)就位并安放平穩(wěn) 后，應(yīng)將鉆芯機(jī)固定，固定的方法應(yīng)根據(jù)鉆芯機(jī)構(gòu)造和現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，一般可以采用膨脹 螺栓固定的方法。在取芯操作過(guò)程中應(yīng)當(dāng)保證穩(wěn)定施加垂直壓力、掘進(jìn)速度、冷卻水量等以 保證取芯芯樣的加工精度。鉆取芯樣時(shí)宜采用金剛石或人造金剛石薄壁鉆頭。鉆頭胎體不 得有肉眼可見(jiàn)裂縫、缺邊、少角、傾斜及喇叭口變形等缺陷。
(3)使用混凝土鋸切機(jī)對(duì)已經(jīng)鉆取的芯樣進(jìn)行兩個(gè)端部的切削，已得到設(shè)計(jì)尺寸 的混凝土芯樣。在加工混凝土芯樣過(guò)程中，應(yīng)具有冷卻系統(tǒng)和牢固夾緊芯樣的裝置，配套使 用的人造金剛石圓鋸片應(yīng)有足夠的剛度。采用鋸切機(jī)加工芯樣試件時(shí)，應(yīng)將芯樣固定，并使 鋸切平面垂直于芯樣的軸線。鋸切過(guò)程中應(yīng)冷卻人造金剛石圓鋸片和芯樣。
(4)從鉆孔中取出的芯樣在清洗干凈之后進(jìn)行晾干，然后應(yīng)標(biāo)上清晰的標(biāo)記。若所 取芯樣的高度及質(zhì)量不能滿(mǎn)足本規(guī)程的加工要求，則應(yīng)重新鉆取芯樣。
(5)在磨平機(jī)上對(duì)混凝土芯樣試件端部的局部需要修整的區(qū)域進(jìn)行磨平處理，如 有必要也可對(duì)芯樣端面進(jìn)行補(bǔ)平處理。關(guān)于混凝土芯樣制備的誤差和精度控制可以參見(jiàn) 《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》(中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，CECS03 2007)。
權(quán)利要求
1.一種混凝土軸向拉伸試件的制備裝置，其特征在于包括固定定位裝置、移動(dòng)式端部固定裝置與可拆卸式反力擋板；所述固定定位裝置包括L型底座，短邊均勻開(kāi)設(shè)圓形卡槽，對(duì)應(yīng)圓形卡槽位置L型底座長(zhǎng)邊開(kāi)設(shè)T型槽道，同時(shí)最外側(cè)兩邊還設(shè)置行走槽道；可拆卸式反力擋板固定設(shè)置在L型底座短邊的對(duì)面，可拆卸式反力擋板內(nèi)側(cè)設(shè)置移動(dòng)式端部固定裝置，移動(dòng)式端部固定裝置均勻開(kāi)設(shè)圓形卡槽且底部設(shè)置有T型滑軌，移動(dòng)式端部固定裝置與行走槽道配合設(shè)置，擋板上垂直穿孔設(shè)置手動(dòng)推進(jìn)螺栓，螺栓一端接觸移動(dòng)式端部固定裝置；固定定位裝置與移動(dòng)式端部固定裝置之間設(shè)置圓柱體混凝土試件。
2.如權(quán)利要求1所述混凝土軸向拉伸試件的制備裝置，其特征在于混凝土試件的兩端固定粘結(jié)設(shè)置傳力端板，傳力端板設(shè)置在圓形卡槽內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述混凝土軸向拉伸試件的制備裝置，其特征在于所述每條T型槽道上固定均勻設(shè)置至少2個(gè)圓弧形托架，該圓弧形托架包括倒T型滑軌。
4.如權(quán)利要求3所述混凝土軸向拉伸試件的制備裝置，其特征在于可拆卸式反力擋板通過(guò)螺栓固定設(shè)置在固定定位裝置上；所述圓形卡槽內(nèi)設(shè)置有橡膠襯墊。
5.一種混凝土軸向拉伸試件的制備方法，其特征在于包括以上任一權(quán)利要求所述的混凝土軸向拉伸試件的制備裝置，包括以下步驟，(1)混凝土芯樣制備將混凝土(或者砂漿)澆筑成一個(gè)塊體結(jié)構(gòu)，養(yǎng)護(hù)后，采用混凝土取芯機(jī)取用直徑為D的混凝土圓柱體芯樣，然后在混凝土切割機(jī)上切除兩端部不平整部分和浮漿層，保留圓柱體試件高度為L(zhǎng)的試件；(2)對(duì)中安放混凝土芯樣在圓柱體混凝土試件及其兩個(gè)傳力端板上面均勻涂抹高強(qiáng)環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠，將加工好的圓柱體混凝土試件橫放在兩個(gè)圓弧形托架之上，并使圓柱體試件的兩個(gè)端面緊貼其兩端的傳力端板，通過(guò)適當(dāng)滑動(dòng)微調(diào)兩個(gè)圓弧形托架的水平位置來(lái)避開(kāi)圓柱體混凝土試件的表面不平之處，保證鋼制圓柱體傳力端板和圓柱體混凝土試件的對(duì)中平齊；(3)壓緊穩(wěn)固將手動(dòng)推進(jìn)螺栓旋進(jìn)提供固定壓力的可拆卸式反力擋板中間部位的螺孔之內(nèi)，并逐漸推進(jìn)并壓緊移動(dòng)式端板固定裝置，向圓柱體混凝土試件和傳力端板之間提供膠合所需要的軸向壓力；(4)混凝土拉伸試件完成水平放置整個(gè)混凝土軸拉伸試件制備裝置及其上的圓柱體混凝土試件，20- 26h后旋出手動(dòng)推進(jìn)螺栓，釋放軸向固定壓力，即可得到混凝土軸拉伸試件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種混凝土軸向拉伸試件的制備裝置以及制備方法，混凝土軸向拉伸試件制作裝置包括帶有T型槽道和固定定位裝置、帶有T型滑軌的移動(dòng)式端板定位裝置、可拆卸式提供固定壓力的反力擋板、帶有T型滑軌的圓弧形托架、傳力端板、混凝土試件、以及手動(dòng)推進(jìn)螺栓?；炷凛S向拉伸試件的制備方法包括混凝土芯樣制備，對(duì)中安放混凝土芯樣，壓緊穩(wěn)固，混凝土拉伸試件完成。本發(fā)明可解決目前混凝土軸拉試件制作精度差、試驗(yàn)成功率低等實(shí)際問(wèn)題?？捎糜谠趯?shí)驗(yàn)室內(nèi)大量重復(fù)進(jìn)行混凝土試件的軸拉試驗(yàn)，也可用于地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的巖芯試樣軸向拉伸試件的制備。
文檔編號(hào)B28B11/00GK103029206SQ20121054399
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者王巖, 徐鄭鄭, 魏寶龍, 路桂娟, 張友桃 申請(qǐng)人:河海大學(xué)