一種制備單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣的工藝及試樣成型裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣成型裝置，解決了現(xiàn)有試樣成型裝置操作難度高、試樣精度差、適用性不強(qiáng)、生產(chǎn)效率低的問(wèn)題，技術(shù)方案包括底板，所述底板上均勻開(kāi)有多個(gè)下穿孔，所述底板上設(shè)有成型板，所述成型板上均勻開(kāi)有多個(gè)澆注槽，所述成型板的上方設(shè)有上板，所述上板與成型板之間具有便于澆注的間隙，所述上板均勻開(kāi)有多個(gè)上穿孔，所述上穿孔、澆注槽和下穿孔對(duì)應(yīng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)需切割、精度高、可靠性好、生產(chǎn)效率高。
【專利說(shuō)明】
一種制備單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣的工藝及試樣成型裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種模具制造領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種制備單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣的工藝及試樣成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]普通混凝土材料由于成本低、易成型、耐久性高等特點(diǎn)，在基礎(chǔ)建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用，但某些特殊的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件如抗震、大跨度等，要求材料具有很高的韌性，因此會(huì)考慮在混凝土材料中添加纖維材料。而為了研究纖維對(duì)水泥的增韌機(jī)理，一般采用單纖維拉拔試驗(yàn)探究纖維和基體之間的界面性能。當(dāng)研究摻入聚合物纖維來(lái)提高韌性時(shí)，需要進(jìn)行單根纖維拉拔試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)需要使用到預(yù)埋有單纖維的試樣?，F(xiàn)有試樣的制備方法一般是將多根單纖維均勻埋入整塊的水泥基體中形成一個(gè)大的具有多根單纖維的水泥基體試樣，然后將水泥基體試樣切割成多個(gè)小塊試樣，使每個(gè)小塊試樣上有一根纖維，這樣的小塊試樣即為單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣。采用上述試樣的制備工藝存在很多缺點(diǎn):(I)需要對(duì)一次性成型大塊水泥基體試樣進(jìn)行切割，將其切割成多個(gè)小塊試樣，不僅要求每塊小塊試樣大小一致，還要保證每根單纖維正好位于每個(gè)小塊試樣的中心位置，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且加工精度難以保證，使得不同的試樣尺寸存在誤差，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性；(2)試驗(yàn)用試樣的厚度通常要求在l-7mm，而進(jìn)行大塊水泥基泥澆注時(shí)，厚度很難達(dá)到7_以下，因?yàn)橥鶟沧⒑穸纫笥?mm，然后再利用切割機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行切薄，加工難度大，精準(zhǔn)性差；(3)水泥自身具有一定的強(qiáng)度和脆性，切割過(guò)程中水泥塊易碎，對(duì)切割工具要求較高。切割操作還會(huì)帶來(lái)震動(dòng)，從而對(duì)纖維與基體粘接產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響試樣的可靠性；(4)現(xiàn)有的工藝中單纖維在水泥基體中僅能實(shí)現(xiàn)垂直預(yù)埋，而無(wú)其它角度的預(yù)埋，靈活性差；(5)—次性澆注的大塊水泥基體容易發(fā)生裂紋、氣泡等問(wèn)題，影響試樣質(zhì)量。因此，需開(kāi)發(fā)一種省時(shí)省力、高效可靠的用于單纖維拉拔試驗(yàn)的試樣成型裝置以及試驗(yàn)用的試樣的制備工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、無(wú)需切割、精度高、可靠性好、生產(chǎn)效率高的單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣成型裝置。
[0004]本發(fā)明還提供一種采用上述成型裝置的工藝簡(jiǎn)單、省時(shí)省力、制造成本低、操作難度低、可靠性好的制備單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣的工藝。
[0005]本發(fā)明裝置包括底板，所述底板上均勻開(kāi)有多個(gè)下穿孔，所述底板上設(shè)有成型板，所述成型板上均勻開(kāi)有多個(gè)澆注槽，所述成型板的上方設(shè)有上板，所述上板與成型板之間具有便于澆注的間隙，所述上板上均勻開(kāi)有多個(gè)上穿孔，所述上穿孔、澆注槽和下穿孔對(duì)應(yīng)。
[0006]所述成型板和上板的大小相同，但成型板的長(zhǎng)寬尺寸小于底板。
[0007]所述底板與成型板、底板與上板之間均通過(guò)螺栓和螺母連接。
[0008]所述底板上的多個(gè)小孔兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)有多個(gè)供螺栓插裝用的定位孔。
[0009]所述上穿孔和下穿孔的孔徑為0.5mm至2mm。
[0010]所述澆注槽的厚度為l-7mm。
[0011]采用上述試樣成型裝置制備單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣的工藝，包括以下步驟:
[0012](I)在底板上依次設(shè)置成型板和上板，使底板的下穿孔、成型板上的澆注槽和上板上的上穿孔對(duì)應(yīng)，并使成型板和上板間保持便于澆注的間距；
[0013](2)將單纖維的一端穿過(guò)對(duì)應(yīng)的下穿孔、澆注槽和上穿孔，兩端分別固定在底板和上板上;重復(fù)上述步驟，將多根單纖維分別對(duì)應(yīng)穿入其它對(duì)應(yīng)的下穿孔、澆注槽和上穿孔中并固定；
[0014](3)向澆注槽中澆注水泥砂漿，待其硬化成型后，拆下底板和上板，將澆注槽中成型的試樣頂出即得。
[0015]所述底板與成型板、底板與上板之間均通過(guò)螺栓和螺母連接。
[0016]在步驟(3)中，澆注前向下穿孔涂抹潤(rùn)滑劑，所述潤(rùn)滑劑優(yōu)選凡士林或其它油性劑。
[0017]通過(guò)調(diào)節(jié)上板與成型板之間的相對(duì)位置關(guān)系，調(diào)整固定在上穿孔和下穿孔之間的單纖維與垂直線之間的角度，從而改變單纖維拉拔時(shí)纖維從水泥試樣中拔出的角度。針對(duì)【背景技術(shù)】中存在的技術(shù)問(wèn)題，發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的試樣成型裝置進(jìn)行了如下改進(jìn):
[0018](I)使用底板、成型板和上板結(jié)合的方式，成型板上設(shè)有多個(gè)澆注槽，澆注槽的形狀、尺寸和厚度可根據(jù)試樣的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，每個(gè)澆注槽水泥澆注成型后的試樣可直接使用，從而直接減化了切割步驟，單個(gè)試樣一次成型，省時(shí)省力，精準(zhǔn)性好，避免了對(duì)大塊水泥基體試樣的切割帶來(lái)的各種問(wèn)題。
[0019](2)底板和上板上的下穿孔和上穿孔可為單纖維預(yù)埋定位，使單纖維位于澆注槽的中心位置，便于后續(xù)水泥澆注的進(jìn)行，保證成型后的試驗(yàn)中單纖維位于試樣的中心位置。所述上穿孔和下穿孔的孔徑優(yōu)選為0.5mm至2mm，具體可根據(jù)選擇的單纖維的徑長(zhǎng)合理選擇，略大于單纖維的徑長(zhǎng)為好，以單纖維穿過(guò)小孔以后不會(huì)輕易滑動(dòng)為好，以方便澆注試樣;若孔徑太小，則對(duì)加工要求太高，難以實(shí)現(xiàn)，穿纖維時(shí)難度太大，在脫模時(shí)，容易將纖維扯斷。
[0020](3)由于成型板上可設(shè)置多個(gè)澆注槽，可一次制造多個(gè)試樣，保證多個(gè)試樣間的一致性，一次成型的小塊試樣澆注成型后滿足常用試樣的厚度要求，無(wú)需再行切割，不易發(fā)生裂紋或空洞，可靠性好，為單根纖維拉拔試驗(yàn)的準(zhǔn)確性提供有利保證。
[0021](4)底板、成型板和上板三者通過(guò)螺栓螺母形成可拆式連接，整個(gè)結(jié)構(gòu)非常靈活，任一部件損壞只需更換相應(yīng)部件即可;通過(guò)更換不同形狀、尺寸的澆注槽，以制造不同形狀尺寸的試樣，無(wú)需復(fù)雜的切割工藝，非常靈活方便。另一方面，上板與成型板的間距也可調(diào)節(jié)，一方面滿足澆注的高度要求，也能滿足試樣中單纖維一端外露的預(yù)留長(zhǎng)度要求。
[0022](5)將底板的尺寸設(shè)計(jì)得較成型板和上板更大，這樣，通過(guò)調(diào)節(jié)底板上的上板與成型板之間的相對(duì)位置，可使單纖維穿孔后形成不同的傾斜角度，澆注水泥后的預(yù)埋入試樣中的單纖維也形成不同的角度(即與垂直線的夾角)，有利于進(jìn)行不同單纖維預(yù)埋角度時(shí)的拉拔試驗(yàn)，擴(kuò)大了不同的實(shí)驗(yàn)條件要求。
[0023]本發(fā)明成型裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈活性好、可一次制造多個(gè)試樣，試樣的一致性好，精準(zhǔn)性好，生產(chǎn)制造成本低，生產(chǎn)效率高。本發(fā)明方法工藝流程極為簡(jiǎn)單、能夠同步制備多個(gè)試樣，無(wú)需切割步驟，省時(shí)省力，大大降低了生產(chǎn)成本和操作難度，可靠性高，可根據(jù)需要制造不同單纖維預(yù)埋角度的試樣，非常靈活可靠，無(wú)材料損失，原料利用率高。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明試樣成型裝置實(shí)施I的狀態(tài)示意圖。
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1頂出試樣的狀態(tài)圖。
[0026]圖3為本發(fā)明試樣成型裝置實(shí)施2的狀態(tài)示意圖。
[0027]其中，1-底板、2-成型板、3-上板、4-螺栓、5-上穿孔、6_澆注槽、7_下穿孔、8_螺母、9-定位孔、I O-單纖維、11 -軟膠棍、12-試樣。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解釋說(shuō)明:
[0029]裝置實(shí)施例:參見(jiàn)圖1，本發(fā)明包括底板1、成型板2和上板3，可為亞克力材料或塑料制成，所述底板I上開(kāi)有多個(gè)下穿孔7，成型板2上均勻開(kāi)有多個(gè)澆注槽6，所述上板3上均勻開(kāi)有多個(gè)上穿孔5，所述成型板2的四角經(jīng)螺栓4和螺母8固定在底板I兩側(cè)的定位孔9上，底板I的下穿孔7與成型板2的澆注槽6的中心位置對(duì)應(yīng)，所述成型板2的上方還設(shè)有上板3，所述上板3的四角也經(jīng)螺栓4和螺母8固定，使下穿孔7、澆注槽6和上穿孔5—一對(duì)應(yīng)。所述上板3與成型板2之間具有垂直的間隙，一方面留有足夠的空間便于澆注操作，另一方面也能根據(jù)需要合理調(diào)整單纖維10上端露出的長(zhǎng)度，所述上穿孔和下穿孔的孔徑為0.5mm至2mm，可根據(jù)單纖維10的徑長(zhǎng)合理選擇，略大于所述徑長(zhǎng)即可，所述澆注槽6的形狀不作特別限定可以為方形、圓形或其它形狀，以滿足試驗(yàn)需要為好;所述澆注槽的厚度優(yōu)選1_7_，可根據(jù)試樣要求的厚度合理設(shè)計(jì)。
[0030]作為優(yōu)選，將底板I的尺寸設(shè)計(jì)的大于成型板2和上板3，在成型板2與底板I固接后，可通過(guò)底板I上的多個(gè)定位孔9調(diào)節(jié)上板3與成型板2的相對(duì)位置，參見(jiàn)圖3，使得單纖維10可以不同角度預(yù)埋入試樣中。
[0031]工藝實(shí)施例1 (見(jiàn)圖1)
[0032]1.將成型板2、上板3經(jīng)螺栓4和螺母8固定在底板I的定位孔9上，成型板2與底板I緊密貼合，上板3位于成型板2的正上方，使上穿孔5、澆注槽6和下穿孔7—一對(duì)應(yīng);調(diào)節(jié)上板3與成型板2之間的垂直間距以便于澆注以滿足單纖維10上端露出的長(zhǎng)度要求。
[0033]2.將單纖維10的一端穿過(guò)對(duì)應(yīng)的下穿孔7、澆注槽6和上穿孔5，兩端用粘膠分別固定在底板I和上板3上，此時(shí)上、下穿孔5、7中間的單纖維10為垂直狀態(tài);重復(fù)上述步驟，將多根單纖維分別對(duì)應(yīng)穿入其它對(duì)應(yīng)的下穿孔7、澆注槽6和上穿孔5中，兩端分別用粘膠固定；
[0034]3.在下穿孔7中填涂凡士林，將配好的水泥砂漿注入澆注槽6中，輕微振蕩抹平，此時(shí)若單纖維10有松動(dòng)，可再次將單纖維10拉直固定；
[0035]4.待澆注槽6中水泥砂漿硬化成型后將成型板2拆下，用軟膠棍將澆注槽6內(nèi)成型的試樣由下向上頂出即得單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣。
[0036]由上述方法得到的試樣均一性好，無(wú)需切割步驟，試樣完整性好、無(wú)開(kāi)裂，試樣的上端面留有充足長(zhǎng)度的單纖維端頭，可方便的進(jìn)行拉拔試驗(yàn)。當(dāng)需要制造不同尺寸和厚度的試樣時(shí)，只需更換具有相應(yīng)尺寸和厚度的澆注槽6的成型板2即可，非常靈活方便。
[0037]實(shí)施例2(參見(jiàn)圖3)
[0038]為使單纖維10埋入部分與垂直線之間有一定的夾角(如60°)，調(diào)節(jié)底板I上成型板2與上板3之間的相對(duì)位置關(guān)系，如使上板3向成型板2的一側(cè)水平移動(dòng)后再用螺栓4和螺母8固定在底板I的定位孔9上，這樣上板3相較于成型板2發(fā)生了位置變化，位于成型板2的斜上方，再按照步驟I的方法將單纖維10依次穿過(guò)下穿孔7、澆注槽6和上穿孔5，穿好后的狀態(tài)見(jiàn)圖3。其余步驟同實(shí)施例1，拆模后可以得到單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣，該試樣中單纖維埋入試樣的部分與垂直線之間具有夾角。通過(guò)調(diào)節(jié)上板3和成型板2之間不同的位置關(guān)系，可以獲得不同的夾角，以滿足不同的實(shí)驗(yàn)需要。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣成型裝置，包括底板，其特征在于，所述底板上均勻開(kāi)有多個(gè)下穿孔，所述底板上設(shè)有成型板，所述成型板上均勻開(kāi)有多個(gè)澆注槽，所述成型板的上方設(shè)有上板，所述上板與成型板之間具有便于澆注的間隙，所述上板均勻開(kāi)有多個(gè)上穿孔，所述上穿孔、澆注槽和下穿孔對(duì)應(yīng)。2.如權(quán)利要求1所述的單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣成型裝置，其特征在于，所述成型板和上板的大小相同，但成型板的長(zhǎng)寬尺寸小于底板。3.如權(quán)利要求1或2所述的單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣成型裝置，其特征在于，所述底板與成型板、底板與上板之間均通過(guò)螺栓和螺母連接。4.如權(quán)利要求3所述的單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣成型裝置，其特征在于，所述底板上的多個(gè)小孔兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)有多個(gè)供螺栓插裝用的定位孔。5.如權(quán)利要求1所述的單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣成型裝置，其特征在于，所述上穿孔和下穿孔的孔徑為0.5mm至2mm。6.如權(quán)利要求1所述的單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣成型裝置，其特征在于，所述澆注槽的厚度為l-7mm。7.—種采用上述試樣成型裝置制備單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣的工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)在底板上依次設(shè)置成型板和上板，使底板的下穿孔、成型板上的澆注槽和上板上的上穿孔對(duì)應(yīng)，并使成型板和上板間保持便于澆注的間距； (2)將單纖維的一端穿過(guò)對(duì)應(yīng)的下穿孔、澆注槽和上穿孔，兩端分別固定在底板和上板上;重復(fù)上述步驟，將多根單纖維分別對(duì)應(yīng)穿入其它對(duì)應(yīng)的下穿孔、澆注槽和上穿孔中并固定； (3)向澆注槽中澆注水泥砂漿，待其硬化成型后，拆下底板和上板，將澆注槽中成型的試樣頂出即得。8.如權(quán)利要求7所述的制備單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣的工藝，其特征在于，所述底板與成型板、底板與上板之間均通過(guò)螺栓和螺母連接。9.如權(quán)利要求7所述的制備單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣的工藝，其特征在于，在步驟(3)中，澆注前向下穿孔內(nèi)注入潤(rùn)滑劑。10.如權(quán)利要求7-9任一項(xiàng)所述的制備單根纖維拉拔試驗(yàn)用試樣的工藝，其特征在于，通過(guò)調(diào)節(jié)上板與成型板之間的相對(duì)位置關(guān)系，調(diào)整固定在上穿孔和下穿孔之間的單纖維與垂直線之間的角度，從而改變單纖維拉拔時(shí)纖維從水泥試樣中拔出的角度。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK105890949SQ201610223182
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月12日
【發(fā)明人】張運(yùn)華, 姚麗萍, 袁頌東, 閔捷, 丁峰, 肖帥冉
【申請(qǐng)人】湖北工業(yè)大學(xué)