[發明專利]一種雙向單纖維拔出水泥基體試件模具及其制作和應用

有效

• 申請號: 201910892862.2
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN110702492B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 王義超;余江滔
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01N1/36
• 分類號: G01N1/36;G01N3/08;G01N3/04
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 陳亮

本發明涉及一種雙向單纖維拔出水泥基體試件模具及其制作和應用，模具包括：經螺栓連接的底板(1)、中層板(2)、上層板(3)，中層板(2)及上層板(3)上均開設有凹槽，連接在底板(1)上表面兩側的立柱(4)，兩端分別固定在兩側立柱(4)上的纖維(5)，該纖維(5)穿設在所述中層板(2)和上層板(3)之間，縱向設置在中層板(2)和上層板(3)之間的隔膜(6)。與現有技術相比，本發明可以根據需要一次性澆筑幾個至幾十個單纖維拔出試件，且每個試件各自獨立，不再需要傳統方法拆模后的切割過程，試件制備效率高。測試裝置采用高精度荷載傳感器，雙向單纖維拔出試件可直接粘貼在與試驗機相連上下兩個特制鐵片上，與傳統方法固定單根纖維相比，操作簡單方便，測試效率高，結果準確。

技術領域

本發明屬于纖維混凝土的界面性能測試領域，尤其是涉及一種雙向單纖維拔出水泥基體試件模具及其制作和應用。

背景技術

傳統的混凝土材料存在抗拉強度低、易開裂、變形能力和耐久性差等缺點，因此工程界常采用短切的礦物纖維、金屬纖維或聚合物纖維等來增強混凝土。纖維混凝土材料是一種多相體材料，纖維、基體和纖維/基體界面的特性將決定復合材料硬化后的性能，而纖維的加入對基體起到了增強和增韌作用，使材料的宏觀力學性能和韌性都大幅度提高。在應變硬化材料設計理論中，纖維/基體界面粘結性能是復合材料增強增韌性能的關鍵，對復合材料各項宏觀力學性能有著重要影響。而單纖維撥出試驗(single fiber pull out)則是研究纖維/基體界面粘結性能最為有效的方法之一。

單纖維拔出試驗即將單根纖維從水泥基體中拔出以得到單根纖維-基體粘結滑移曲線。此試驗的主要難點在于單根纖維直徑小(微米級)、強度低，對一根纖維進行操作較為困難；其次由于試件形狀特殊，需要設計特殊的夾具以配合試驗機。此前國內外單纖維拔出試件均為纖維一端埋入水泥基體中，而另一端纖維則暴露在空氣中。這與實際復合材料中，整根纖維都在水泥基體中并不一致。此外，進行試驗時，水泥基體一端固定在夾具上，還需使用膠水將伸出水泥塊的纖維粘貼在塑料板上，從而實現纖維從水泥基體的拔出。而這一過程中，由于單根纖維直徑小，纖維的固定粘貼也是一個難點。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種雙向單纖維拔出水泥基體試件模具，可以直接澆筑得到兩邊纖維均在水泥基體中的單纖維拔出試件，更符合纖維與水泥基體的實際拔出情況，對單纖維拔出水泥基體進行測試時只需將兩側基體分別粘貼在與試驗機相連的夾具上即可，操作簡單方便。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

本發明的模具可以根據需要一次性澆筑幾個至幾十個單纖維拔出試件；試件設計為梯形，便于拆模；使用聚四氟乙烯隔開兩側水泥基體，操作簡便；在各模塊上預留縫隙，拆模前割斷纖維，可使每個試件各自獨立，省去傳統方法拆模后的切割過程，試件制備效率高。測試時試件可直接粘貼在圓柱螺桿的長方體平臺上，操作簡單方便，測試效率高。

為實現上述目的，本發明提出的一種雙向單纖維拔出水泥基體試件模具，包括：

經螺栓連接的底板、中層板、上層板，所述中層板及所述上層板均由多個并列設置的模塊拼接構成，所述中層板與上層板上下對應各模塊相同；并且所述中層板中相鄰模塊的相對側面上、以及所述上層板中相鄰模塊的相對側面上均開設有貫穿該模塊上下側面的凹槽；設于上層板上相對設置的2個凹槽、相鄰地設于中層板上相對設置的2個凹槽，以及底板共同形成雙向拔出試件澆注槽；

設于并列設置的相鄰模塊之間的隔膜，將雙向拔出試件澆注槽分割為兩個獨立的雙向拔出試件澆注子槽；

連接在底板上表面兩側的立柱；以及

兩端分別固定在兩側立柱上的纖維，該纖維穿設在所述中層板和上層板之間，并穿過隔膜以及隔膜兩側的雙向拔出試件澆注子空間。