[發(fā)明專利]一種玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)定裝置及測(cè)試方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710999214.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN107817214B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳正光;許珊珊;肖鵬;楊盼盼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N19/04
• 分類號(hào): G01N19/04
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 鄒偉紅

本發(fā)明提供了一種玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)定裝置及測(cè)試方法。拉拔試驗(yàn)測(cè)定裝置包括外框架、試模、拉拔試驗(yàn)機(jī)、拉力傳感器、位移傳感器、溫度控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本發(fā)明的測(cè)試方法為：制備玄武巖纖維瀝青膠漿試件，剪去非拉伸端外露纖維。將試件固定，并調(diào)整夾持玄武巖纖維高度，測(cè)試時(shí)在固定溫度條件下豎向加載，使玄武巖纖維以恒定速率向下移動(dòng)。采集拉力變化和對(duì)應(yīng)的位移傳感器的位移變化，并根據(jù)拉拔試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算得出玄武巖纖維與瀝青膠漿介質(zhì)之間的界面剪切強(qiáng)度。本裝置結(jié)構(gòu)合理，操作簡(jiǎn)便，測(cè)定的結(jié)果合理可靠，有助于從材料學(xué)的角度揭示玄武巖纖維增強(qiáng)瀝青粘結(jié)料的作用機(jī)理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及道路工程材料介質(zhì)間界面粘結(jié)強(qiáng)度的測(cè)定技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于玄武巖纖維與瀝青膠漿介質(zhì)界面間粘結(jié)強(qiáng)度的拉拔試驗(yàn)測(cè)定裝置及其測(cè)試方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)玄武巖纖維因其優(yōu)異的性能被用于改性瀝青及瀝青混合料，玄武巖纖維改性瀝青在混合料體系中所占比例很小，但是發(fā)揮的作用非常大，玄武巖纖維與瀝青的粘結(jié)特性直接影響著瀝青混合料體系能否成為一個(gè)完整的整體，但由于試驗(yàn)條件的限制，國(guó)內(nèi)外對(duì)玄武巖纖維改性瀝青的研究相對(duì)較少。

目前，研究較多的是關(guān)于水泥混凝土中鋼纖維在基體中的拔出特性，或是對(duì)于單根纖維進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，或是采用水浸法等用于定性評(píng)價(jià)瀝青粘附性能，但這些方法都不適于定量地測(cè)試玄武巖纖維與瀝青膠漿介質(zhì)間粘附性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的主要是針對(duì)現(xiàn)有的道路材料界面粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)定裝置存在不足的地方，提供了一種用于玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結(jié)強(qiáng)度的拉拔試驗(yàn)測(cè)定裝置及其測(cè)試方法。該裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作簡(jiǎn)便，測(cè)定的結(jié)果合理可靠，有助于從材料學(xué)的角度揭示玄武巖纖維增強(qiáng)瀝青粘結(jié)料的作用機(jī)理。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結(jié)強(qiáng)度的拉拔試驗(yàn)測(cè)定裝置，包括外框架、試模、拉拔試驗(yàn)機(jī)、拉力傳感器(精度為0.001N，量程為200N)、位移傳感器(精度為0.01mm，量程為100mm)、溫度控制系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；外框架由底座、有機(jī)玻璃蓋板和兩個(gè)側(cè)梁組成，其中兩側(cè)梁頂部設(shè)有橡膠墊塊；拉拔試驗(yàn)機(jī)的上梁中部設(shè)有4個(gè)固定樁，上梁中間留有豎向圓孔；利用試模制備玄武巖纖維瀝青膠漿試件，通過(guò)固定樁固定在上梁中部，試樣一端的自由段玄武巖纖維穿過(guò)上梁的小孔；通過(guò)底座內(nèi)部的溫度控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)裝置內(nèi)試驗(yàn)環(huán)境溫度；拉拔試驗(yàn)機(jī)置于外框架底座的滑動(dòng)支座上，通過(guò)夾具夾持玄武巖纖維向下移動(dòng)；拉拔試驗(yàn)機(jī)的拉力變化和對(duì)應(yīng)的位移變化通過(guò)拉力傳感器和位移傳感器輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

優(yōu)選地，試模由兩個(gè)側(cè)模、兩個(gè)端模組成，其中兩個(gè)端模在中部分別對(duì)應(yīng)留有貫穿孔隙；為確保玄武巖纖維不被拉斷，試模內(nèi)部尺寸為15mm×15mm×25mm的棱柱體。

優(yōu)選地，拉拔試驗(yàn)機(jī)置于外框架底座的滑動(dòng)支座上，接通電源時(shí)滑動(dòng)支座帶動(dòng)拉拔試驗(yàn)機(jī)，通過(guò)夾具夾持玄武巖纖維沿金屬滑桿向下移動(dòng)；同時(shí)地，與拉拔試驗(yàn)機(jī)固定連接的位移計(jì)沿標(biāo)桿向下移動(dòng)。

優(yōu)選地，拉力傳感器、位移傳感器連接拉拔試驗(yàn)機(jī)與滑動(dòng)支座，通過(guò)傳輸線路將玄武巖纖維上的拉力、位移隨時(shí)間的變化傳入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；拉力傳感器的精度為0.001N，量程為200N；位移傳感器的精度為0.01mm，量程為100mm。

優(yōu)選地，設(shè)有固定螺栓(10)用于固定上梁(7)與兩個(gè)側(cè)梁(12)

測(cè)定玄武巖纖維與瀝青膠漿界面粘結(jié)強(qiáng)度的拉拔試驗(yàn)測(cè)定裝置的測(cè)試方法，包括如下步驟：

按照瀝青混合料中的填料和瀝青的含量要求制備瀝青膠漿，要充分?jǐn)嚢杈鶆颍?/p>

先向試模中澆入一半的瀝青膠漿，然后將一束玄武巖纖維從端模兩側(cè)的小孔隙中穿過(guò)，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(cè)模，剪去測(cè)試試樣邊緣處非拉伸端的玄武巖纖維；