[發(fā)明專利]一種高延性水泥基材料單纖維拔出試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910781615.5
• 申請(qǐng)日: 2019-08-23
• 公開（公告）號(hào): CN110487715B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程永振;董云;陳超;陳亞東;武精科;尹得余
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮陰工學(xué)院;南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N19/04
• 分類號(hào): G01N19/04
• 代理公司: 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223
• 代理人: 李鋒

本發(fā)明公開了一種高延性水泥基材料單纖維拔出試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，所述試驗(yàn)裝置包括試模組件和拔出組件，所述試模組件由鋼板、上試模條、下試模條和兩個(gè)凹槽組成；所述拔出組件包括立柱、頂板、底板、固定于底板上的X?Y軸位移平臺(tái)和試驗(yàn)平臺(tái)、旋入頂板中心的螺桿，螺桿一端安裝有手輪、另一端連接測(cè)力傳感器，測(cè)力傳感器連接鋼片和鋼支撐板，鋼支撐板上設(shè)置有位移傳感器；所述試驗(yàn)方法包括：(a)拼裝試模組件；(b)制備試件；(c)組裝拔出組件；(d)開始測(cè)試。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一次性澆鑄多個(gè)試件，省去了切割環(huán)節(jié)，拆模方便；采用小量程測(cè)力傳感器和手輪加力的方法能準(zhǔn)確獲得纖維和基質(zhì)界面的粘結(jié)力；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，容易操作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高延性水泥基材料的測(cè)試領(lǐng)域，具體涉及一種高延性水泥基材料單纖維拔出試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。

背景技術(shù)

上世紀(jì)90年代初，Victor C.Li教授研發(fā)了一種具有“應(yīng)變-硬化”特性的高延性水泥基材料ECC。ECC設(shè)計(jì)理念很好的把微觀參數(shù)，中觀材料性能和宏觀力學(xué)性能聯(lián)系起來。因此，ECC的設(shè)計(jì)是建立在微觀到宏觀多尺度框架之上的。ECC設(shè)計(jì)首先要根據(jù)纖維橋接應(yīng)力-裂縫張開位移來確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。為了獲得纖維橋接應(yīng)力-裂縫張開位移，要先清楚單一纖維從ECC基質(zhì)中拔出時(shí)所經(jīng)歷的界面脫粘和滑移行為。

高延性水泥基材料單纖維拔出試驗(yàn)一般包括試件的制作和單纖維拔出試驗(yàn)兩個(gè)過程。高延性水泥基材料單纖維拔出試驗(yàn)試件制作時(shí)，一般使用預(yù)留孔的模具，待纖維穿過模具后，澆筑ECC材料，養(yǎng)生到規(guī)定齡期后，切割ECC材料以獲得符合試驗(yàn)要求的試件。ECC材料單纖維拔出試驗(yàn)一般在小量程拉拔試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，一般包括試件的固定，纖維的粘結(jié)，調(diào)整底座使纖維處于豎直狀態(tài)，然后在一定的控制位移下進(jìn)行纖維的拔出試驗(yàn)。

但是，澆筑ECC材料然后切割獲取試件的方法，在切割試件時(shí)存在人為控制誤差，同時(shí)還受切割機(jī)刀片厚度和性能的影響，易造成試件底面不平整和各試件之間厚度不統(tǒng)一，影響ECC拔出試驗(yàn)效果。使用小量程萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行ECC單纖維拔出試驗(yàn)也存在問題，現(xiàn)有試驗(yàn)用拉拔試驗(yàn)機(jī)最小量程也要大于50N，而纖維從ECC基質(zhì)中拔出力不足1N，為此小量程萬能試驗(yàn)機(jī)并不是進(jìn)行ECC單纖維拔出試驗(yàn)的合理選擇。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明提出一種高延性水泥基材料單纖維拔出試驗(yàn)裝置，能夠解決高延性水泥基材料基質(zhì)界面和纖維的粘結(jié)行為評(píng)價(jià)問題。

本發(fā)明的另一目的是提出一種基于上述試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種高延性水泥基材料單纖維拔出試驗(yàn)裝置，包括試模組件和拔出組件，所述試模組件由鋼板、上試模條、下試模條和兩個(gè)凹槽組成，所述鋼板上固定有四個(gè)阻隔塊，所述上試模條和下試模條的一側(cè)等間距設(shè)置有擋板，所述上試模條和下試模條具有擋板的一側(cè)上下對(duì)接并用兩個(gè)凹槽固定左右兩側(cè)后放置于鋼板上，且與所述阻隔塊形成的內(nèi)部空間相吻合；所述試模組件拼裝后形成多個(gè)相同的試模內(nèi)腔，形成單個(gè)試模內(nèi)腔的上試模條和下試模條上設(shè)置有相對(duì)應(yīng)的預(yù)留孔；所述拔出組件包括至少兩根立柱、頂板、底板、固定于底板上的X-Y軸位移平臺(tái)、固定于X-Y軸位移平臺(tái)上的試驗(yàn)平臺(tái)、旋入頂板中心的螺桿；所述立柱、頂板和底板之間組裝成反力框架；所述螺桿位于頂板外側(cè)的一端安裝有手輪、另一端連接有測(cè)力傳感器，所述測(cè)力傳感器連接在在讀數(shù)儀上且下端連接有鋼片。

其中，所述拔出組件還包括連接在讀數(shù)儀上的位移傳感器；進(jìn)一步的，所述鋼片一側(cè)固定有鋼支撐板，所述位移傳感器一端的測(cè)桿穿過頂板固定在鋼支撐板上。

其中，所述阻隔塊至少設(shè)置四個(gè)，分別位于鋼板上下左右四個(gè)方位，防止水泥澆筑時(shí)試模移動(dòng)影響試件大小。

其中，所述預(yù)留孔用于穿過纖維，纖維伸出多余部分粘貼在試模側(cè)面。

其中，所述鋼片用于固定纖維，便于測(cè)力傳感器和位移傳感器測(cè)試。

其中，所述頂板和底板為不銹鋼材質(zhì)，所述底板沒有安裝立柱的相對(duì)兩側(cè)分別設(shè)有調(diào)平螺栓，用于調(diào)節(jié)底板平衡。