專(zhuān)利名稱(chēng)：纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料試驗(yàn)裝置及方法，尤其是一種含纖維砂漿中的纖維粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)裝置及方法，具體地說(shuō)是一種纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試裝置及方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，纖維水泥基復(fù)合材料已在國(guó)內(nèi)外工程中廣泛應(yīng)用，用以減少水泥基材的收縮變形，提高其抗裂性。其抗裂性能的發(fā)揮與纖維本身的性能以及與水泥基材的界面粘結(jié)強(qiáng)度密切相關(guān)。界面粘結(jié)強(qiáng)度可由纖維拔出試驗(yàn)、纖維壓入試驗(yàn)、纖維斷裂試驗(yàn)、微珠脫粘試驗(yàn)等方法獲得。對(duì)于混凝土、砂漿等易于開(kāi)裂脆性基材，出現(xiàn)裂縫時(shí)，纖維橋聯(lián)裂縫兩側(cè)，這與纖維拔出試驗(yàn)情況相近，因此可采用纖維拔出試驗(yàn)研究其界面粘結(jié)強(qiáng)度。 纖維與水泥材料的粘結(jié)承載性能與纖維種類(lèi)、纖維埋入長(zhǎng)度、埋入角度，以及水泥基材的自身特征如配合比、溫濕度、齡期等有一定的關(guān)系。而目前針對(duì)纖維水泥基材料的研究多集中在宏觀(guān)力學(xué)性能方面的研究，很少有針對(duì)纖維與水泥基材的粘結(jié)性能所作的研究，因此無(wú)法為纖維水泥基材料細(xì)觀(guān)數(shù)值研究提供一套合理實(shí)用的參數(shù)。因此，研發(fā)一種可以準(zhǔn)確測(cè)定不同影響因素下纖維與水泥基材料之間的粘結(jié)性能的試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)方法，為纖維水泥基復(fù)合材料性能研究及有限元分析提供技術(shù)參數(shù)具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)目前因缺少相關(guān)的試驗(yàn)裝置和方法因此難以為纖維水泥基復(fù)合材料性能研究及有限元分析提供相關(guān)技術(shù)參數(shù)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試裝置，同時(shí)提出相應(yīng)的測(cè)試方法。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是
一種纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試裝置，其特征是它包括試件成型模具I和拉伸試驗(yàn)夾具2，所述的試件成型模具I包括左模具3、右模具4和塑料插片5，左模具3、右模具4拼接后形成一個(gè)“ 8 ”字形型腔，在左模具3、右模具4和中間位置處各設(shè)有一個(gè)用于插裝塑料插片5 —邊的卡槽6，所述的塑料插片5上設(shè)有供纖維的一端穿過(guò)的、與纖維直徑相匹配的若干通孔，在左模具3和右模具4 一邊上設(shè)有與內(nèi)腔相通的側(cè)邊橫向縫7，側(cè)邊橫向縫7上固定有與穿過(guò)塑料插片5上的通孔的纖維一端相連的連接線(xiàn)；所述的拉伸試驗(yàn)夾具2由與試件11端部外形相配的內(nèi)弧形夾頭8、球鉸接頭9和連接螺栓10組成，內(nèi)弧形夾頭8套裝在試件11的端部，球鉸接頭9的球座通過(guò)連接螺栓10與內(nèi)弧形夾頭8相連，球鉸接頭9的拉桿端與拉力試驗(yàn)機(jī)的施力端或固定座相接。所述的左模具3和右模具4上的側(cè)邊橫向縫7處設(shè)有標(biāo)示纖維埋入長(zhǎng)度和角度的刻度線(xiàn)。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是
一種纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試方法，其特征是它包括試件的制備、裝夾和拉伸試驗(yàn)，其中試件的制備步驟為首先，根據(jù)待試驗(yàn)纖維直徑在塑料插片居中部位打若干小孔，然后將待試驗(yàn)纖維穿過(guò)小孔；
其次，將待試驗(yàn)纖維的一端纏繞成圈或高溫加熱成疙瘩，以加強(qiáng)該端在高強(qiáng)砂漿中的錨固，確保在拉伸加載時(shí)，該端不會(huì)脫粘；
第三，將穿有待試驗(yàn)纖維的塑料插片卡入“8”字形試件成型模具中間部位的卡槽內(nèi)，通過(guò)塑料插片將試模內(nèi)腔分割為兩部分
第四，先在待試驗(yàn)纖維錨固端的一半試件成型模具內(nèi)澆筑高強(qiáng)砂漿材料，待該部分砂漿硬化后，通過(guò)膠帶將待試驗(yàn)纖維的另一端與普通細(xì)線(xiàn)粘接，并通過(guò)細(xì)線(xiàn)牽引和試件成型模具側(cè)壁的側(cè)邊橫向縫上的連接線(xiàn)相連從而將待試驗(yàn)纖維固定于設(shè)定的試驗(yàn)角度處，然后澆筑第二部分砂漿，待砂漿硬化至指定齡期后拆模即完成試件的制備；
將制備所得的試件的兩端分別套裝在拉伸試驗(yàn)夾具對(duì)應(yīng)的內(nèi)弧形夾頭上，并通過(guò)連接螺栓與連接球餃的球座相連，將兩個(gè)連接球鉸的連桿分別與拉伸試驗(yàn)機(jī)的固定端及施力端相邊，啟動(dòng)拉伸試驗(yàn)機(jī)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。為了檢測(cè)不同溫濕度條件下的纖維與砂漿的粘結(jié)性能，可先對(duì)試件烘烤或浸泡后再與拉伸試驗(yàn)夾具相連。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明為準(zhǔn)確測(cè)定纖維與砂漿材料的粘結(jié)性能，研究不同纖維埋入長(zhǎng)度和埋入角度，以及砂漿材料不同配合比，不同溫濕度和齡期條件下纖維與砂漿材料粘結(jié)承載性能的變化規(guī)律提供了必要的試驗(yàn)裝置和方法。本發(fā)明具有裝置簡(jiǎn)單，操作方便的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明的纖維與砂漿材料粘結(jié)性能的試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2本發(fā)明的“8”字形試件成型模具的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖2a為俯視2b為圖2a的A向視圖。圖3為本發(fā)明的內(nèi)弧形夾具結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的球餃接頭的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例一。如圖1-4所示。一種纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試裝置，它包括試件成型模具I (圖2)和拉伸試驗(yàn)夾具2 (圖3、4)，所述的試件成型模具I包括左模具3、右模具4和塑料插片5，左模具3、右模具4拼接后形成一個(gè)“8”字形型腔(如圖2a)，在左模具3、右模具4和中間位置處各設(shè)有一個(gè)用于插裝塑料插片5 —邊的卡槽6，所述的塑料插片5上設(shè)有供纖維的一端穿過(guò)的、與纖維直徑相匹配的若干通孔，在左模具3和右模具4 一邊上設(shè)有與內(nèi)腔相通的側(cè)邊橫向縫7，側(cè)邊橫向縫7上固定有與穿過(guò)塑料插片5上的通孔的纖維12 —端相連的連接線(xiàn)，如圖2b所示。所述的拉伸試驗(yàn)夾具2由與試件11端部外形相配的內(nèi)弧形夾頭8 (如圖3)、球鉸接頭9 (如圖4)和連接螺栓10組成，內(nèi)弧形夾頭8套裝在試件11的端部，球鉸接頭9的球座通過(guò)連接螺栓10與內(nèi)弧形夾頭8相連，球鉸接頭9的拉桿端與拉力試驗(yàn)機(jī)的施力端或固定座相連，如圖I所示。在左模具3和右模具4上的側(cè)邊橫向縫7處設(shè)有標(biāo)示纖維埋入長(zhǎng)度和角度的刻度線(xiàn)。實(shí)施例二。 一種纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試方法，它包括試件的制備、裝夾和拉伸試驗(yàn)，其中試件的制備步驟為
首先，根據(jù)待試驗(yàn)纖維直徑在塑料插片居中部位打若干小孔，然后將待試驗(yàn)纖維穿過(guò)小孔；
其次，將待試驗(yàn)纖維的一端纏繞成圈或高溫加熱成疙瘩，以加強(qiáng)該端在高強(qiáng)砂漿中的錨固，確保在拉伸加載時(shí)，該端不會(huì)脫粘；
第三，將穿有待試驗(yàn)纖維的塑料插片卡入“8”字形試件成型模具中間部位的卡槽內(nèi)，通過(guò)塑料插片將試模內(nèi)腔分割為兩部分；
第四，先在待試驗(yàn)纖維錨固端的一半試件成型模具內(nèi)澆筑高強(qiáng)砂漿材料，待該部分砂漿硬化后，通過(guò)膠帶將待試驗(yàn)纖維的另一端與普通細(xì)線(xiàn)粘接，并通過(guò)細(xì)線(xiàn)牽引和試件成型模具側(cè)壁的側(cè)邊橫向縫上的連接線(xiàn)相連從而將待試驗(yàn)纖維固定于設(shè)定的試驗(yàn)角度處，然后澆筑第二部分砂漿，待砂漿硬化至指定齡期后拆模即完成試件的制備；為了檢測(cè)不同溫濕度條件下的纖維與砂漿的粘結(jié)性能，可先對(duì)試件烘烤或浸泡后再與拉伸試驗(yàn)夾具相連。試件裝夾是指將制備所得的試件的兩端分別套裝在拉伸試驗(yàn)夾具對(duì)應(yīng)的內(nèi)弧形夾頭上，并通過(guò)連接螺栓與連接球餃的球座相連，將兩個(gè)連接球鉸的連桿分別與拉伸試驗(yàn)機(jī)的固定端及施力端相邊，球餃接頭可消除軸拉時(shí)的偏心影響，啟動(dòng)拉伸試驗(yàn)機(jī)，對(duì)砂漿與纖維粘結(jié)試件施加軸向拉伸荷載，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)(包括纖維被拔出脫粘時(shí)的最大拉伸荷載值以及拔出位移值)。本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試裝置，其特征是它包括試件成型模具(I)和拉伸試驗(yàn)夾具(2)，所述的試件成型模具(I)包括左模具(3)、右模具(4)和塑料插片(5)，左模具(3)、右模具(4)拼接后形成一個(gè)“8”字形型腔，在左模具(3)、右模具(4)和中間位置處各設(shè)有一個(gè)用于插裝塑料插片(5)—邊的卡槽(6)，所述的塑料插片(5)上設(shè)有供纖維的一端穿過(guò)的、與纖維直徑相匹配的若干通孔，在左模具(3)和右模具(4) 一邊上設(shè)有與內(nèi)腔相通的側(cè)邊橫向縫(7)，側(cè)邊橫向縫(7)上固定有與穿過(guò)塑料插片(5)上的通孔的纖維一端相連的連接線(xiàn)；所述的拉伸試驗(yàn)夾具(2)由與試件(11)端部外形相配的內(nèi)弧形夾頭(8)、球鉸接頭(9)和連接螺栓(10)組成，內(nèi)弧形夾頭(8)套裝在試件(11)的端部，球鉸接頭(9)的球座通過(guò)連接螺栓(10)與內(nèi)弧形夾頭(8)相連，球鉸接頭(9)的拉桿端與拉力試驗(yàn)機(jī)的施力端或固定座相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試裝置，其特征是所述的左模具(3)和右模具(4)上的側(cè)邊橫向縫(7)處設(shè)有標(biāo)示纖維埋入長(zhǎng)度和角度的刻度線(xiàn)。
3.—種纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試方法，其特征是它包括試件的制備、裝夾和拉伸試驗(yàn)，其中試件的制備步驟為 首先，根據(jù)待試驗(yàn)纖維直徑在塑料插片居中部位打若干小孔，然后將待試驗(yàn)纖維穿過(guò)小孔； 其次，將待試驗(yàn)纖維的一端纏繞成圈或高溫加熱成疙瘩，以加強(qiáng)該端在高強(qiáng)砂漿中的錨固，確保在拉伸加載時(shí)，該端不會(huì)脫粘； 第三，將穿有待試驗(yàn)纖維的塑料插片卡入“8”字形試件成型模具中間部位的卡槽內(nèi)，通過(guò)塑料插片將試模內(nèi)腔分割為兩部分； 第四，先在待試驗(yàn)纖維錨固端的一半試件成型模具內(nèi)澆筑高強(qiáng)砂漿材料，待該部分砂漿硬化后，通過(guò)膠帶將待試驗(yàn)纖維的另一端與普通細(xì)線(xiàn)粘接，并通過(guò)細(xì)線(xiàn)牽引和試件成型模具側(cè)壁的側(cè)邊橫向縫上的連接線(xiàn)相連從而將待試驗(yàn)纖維固定于設(shè)定的試驗(yàn)角度處，然后澆筑第二部分砂漿，待砂漿硬化至指定齡期后拆模即完成試件的制備； 所述的試件裝夾是指將制備所得的試件的兩端分別套裝在拉伸試驗(yàn)夾具對(duì)應(yīng)的內(nèi)弧形夾頭上，并通過(guò)連接螺栓與連接球餃的球座相連，將兩個(gè)連接球鉸的連桿分別與拉伸試驗(yàn)機(jī)的固定端及施力端相接，啟動(dòng)拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是也可以先對(duì)試件烘烤或浸泡后再與拉伸試驗(yàn)夾具相連，以檢測(cè)不同溫濕度條件下的纖維與砂漿的粘結(jié)性能。
全文摘要
一種纖維與砂漿材料粘結(jié)性能測(cè)試裝置及方法，所述的裝置包括試件成型模具(1)和拉伸試驗(yàn)夾具(2)，所述的試件成型模具(1)包括左模具(3)、右模具(4)和塑料插片(5)，左模具(3)、右模具(4)拼接后形成一個(gè)“8”字形型腔，在左模具(3)、右模具(4)和中間位置處各設(shè)有一個(gè)用于插裝塑料插片(5)一邊的卡槽(6)，所述的塑料插片(5)上設(shè)有若干通孔，在左模具(3)和右模具(4)一邊上設(shè)有側(cè)邊橫向縫(7)；所述的拉伸試驗(yàn)夾具(2)由與試件(11)端部外形相配的內(nèi)弧形夾頭(8)、球鉸接頭(9)和連接螺栓(10)組成。本發(fā)明的裝置和方法簡(jiǎn)單易行，試驗(yàn)精度高。
文檔編號(hào)G01N19/04GK102628790SQ20121011889
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者孔祥雙, 宣衛(wèi)紅, 陳育志 申請(qǐng)人:南京市漆橋建筑安裝工程有限公司, 金陵科技學(xué)院