[發明專利]一種玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結強度測定裝置及測試方法

有效

• 申請號: 201710999214.8
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107817214B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 吳正光;許珊珊;肖鵬;楊盼盼
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

1.一種玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結強度測定裝置，其特征在于：包括外框架(5、12、13)、試模(1)、拉拔試驗機(15)、拉力傳感器(17)、位移傳感器(20)、溫度控制系統(26)及數據采集系統(23)；所述的外框架由底座(13)、有機玻璃蓋板(5)和兩個側梁(12)組成；上梁(7)中部設有4個固定樁(8)，上梁(7)中間留有豎向圓孔(9)；用于制備玄武巖纖維瀝青膠漿試件(6)的試模(1)，通過固定樁(8)固定在上梁(7)中部，并確保玄武巖纖維瀝青膠漿試件(6)一端的自由段玄武巖纖維(11)穿過上梁的豎向圓孔(9)，試模(1)頂上為有機玻璃蓋板(5)；所述的拉拔試驗機(15)置于外框架底座(13)的滑動支座(14)上，通過夾具(16)夾持自由段玄武巖纖維(11)向下移動；拉拔試驗機(15)的拉力變化和對應的位移變化通過拉力傳感器(17)和位移傳感器(20)輸入數據采集系統，該裝置設有保持裝置內恒定溫度的溫度控制系統(26)；所述的試模(1)由兩個側模(4)、兩個端模(2)組成，其中兩個端模(2)在中央分別對應留有貫穿孔隙(3)；試模內部為確保玄武巖纖維不被拉斷且尺寸為15mm×15mm×25mm的棱柱體；該裝置工作過程包括如下步驟：

(1)按照瀝青混合料中的填料和瀝青的含量要求制備充分攪拌均勻瀝青膠漿；

(2)向試模(1)中澆入一半的瀝青膠漿，同時將一束玄武巖纖維(11)從試模(1)兩側端模的小孔隙(3)中穿過，水平置于瀝青膠漿試樣的上表面，在纖維兩端施加微小拉力拉直纖維；再向試模(1)中澆入另一半的瀝青膠漿，靜置試樣，冷卻至室溫，刮除表面凸出的瀝青膠漿，蓋上另一側模(4)，剪去測試試件(6)邊緣處非拉伸端的玄武巖纖維；

(3)將待測試件(6)豎向置于固定樁(8)內固定于上梁(7)中部，并將試樣一端的自由段玄武巖纖維(11)穿過上梁的小孔(9)；

(4)連接計算機，調整夾具(16)的高度，使夾具(16)頂端與試樣(6)底面的凈空高度為20mm，然后將試樣(6)下端的自由段玄武巖纖維(11)與夾具(16)相連；

(5)蓋上有機玻璃蓋板(5)，打開溫度控制器(26)，至裝置內恒溫；

(6)接通電源(25)啟動試驗機，使連接玄武巖纖維(11)的夾具(16)隨拉拔試驗機(15)以0.5mm/min的恒定速率向下移動，對玄武巖纖維(11)施加拉力；

(7)直至玄武巖纖維(11)被完全拔出，停止試驗；

(8)讀取數據采集系統(23)輸出的拉力與對應的位移數據變化值；

(9)計算得到玄武巖纖維與瀝青膠漿介質之間的界面粘結強度及玄武巖纖維與瀝青膠漿介質之間的界面殘余粘結強度；

所述的玄武巖纖維與瀝青膠漿介質之間的界面粘結強度根據式(1)得到：

式中：τ_m—玄武巖纖維與瀝青膠漿介質的界面粘結強度，MPa；

Nmax—為拉拔試驗中纖維所承受的最大拉力，N；

S—玄武巖纖維與瀝青膠漿介質的接觸面積，即剪切面積，根據纖維直徑和瀝青試樣厚度計算，mm²。

2.根據權利要求1所述的一種玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結強度測定裝置，其特征在于：所述的拉拔試驗機(15)置于外框架底座(13)的滑動支座(14)上，接通電源(25)時滑動支座(14)帶動拉拔試驗機(15)，通過夾具(16)夾持玄武巖纖維(11)沿金屬滑桿(21)向下移動。

3.根據權利要求1所述的一種玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結強度測定裝置，其特征在于：所述的拉力傳感器(17)、位移傳感器(20)連接拉拔試驗機(15)與滑動支座(14)，通過傳輸線路(22)將玄武巖纖維(11)上的拉力、位移隨時間的變化傳入數據采集系統(23)；拉力傳感器(17)的精度為0.001N，量程為200N；位移傳感器(20)的精度為0.01mm，量程為100mm。

4.根據權利要求1所述的一種玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結強度測定裝置，其特征在于：外框架底座(13)內設有溫度控制系統(26)。

5.根據權利要求1所述的一種玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結強度測定裝置，其特征在于：設有固定螺栓(10)用于固定上梁(7)與兩個側梁(12)。