高延性水泥基材料自愈合渗流试验制件模具的制作方法

本实用新型涉及高延性水泥基材料渗流评价技术，具体为一种高延性水泥基材料自愈合渗流试验制件模具。

背景技术：

高延性水泥基材料ecc(engineeredcementitiouscomposites)是一种特殊的高性能纤维增强水泥基材料。ecc材料基于断裂力学和微观力学理论进行设计，采用调整纤维、基质以及纤维与基质的界面性能等手段以提升ecc材料的力学性能。弯曲作用下，ecc材料展现出超高的变形能力，具有类似金属的应变硬化行为。ecc材料具有微小裂缝宽度的特点，平均裂缝宽度为60μm。已有许多研究表明，ecc材料具有裂缝自愈合的特点，并且由于自愈合行为使得其抗渗性能和力学性能得到一定程度的恢复。

渗流试验作为评价ecc材料自愈合性能的方法被广泛采用。现有方法多为制作圆柱体薄片试件，使用压力机预裂后进行ecc自愈合渗流试验。但是在预裂过程中，ecc圆柱体薄片试件表面更易受到损伤而产生更多的裂缝，不能有效反应ecc材料内部裂隙的分布状况，影响试验结果。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出了一种更有效测试ecc材料自愈合前后的渗透系数的高延性水泥基材料自愈合渗流试验制件模具。

能够解决上述技术问题的高延性水泥基材料自愈合渗流试验制件模具，其技术方案包括内径大小一致的底试模、下试模、中试模、上试模和顶试模，各试模均为用螺栓组件连接的左、右半圆模板，所述底试模通过螺栓组件安装于底板上，所述下试模通过螺栓组件同轴安装于底试模上，所述中试模通过螺栓组件同轴安装于下试模上，所述上试模通过螺栓组件同轴安装于中试模上，所述顶试模通过螺栓组件同轴安装于上试模上；所述底试模和顶试模的高度一致，所述下试模、中试模和上试模的高度一致且小于底试模或顶试模的高度。

按常规，各试模的内径设计为150mm～155mm；所述底试模和顶试模的高度均设计为40mm～45mm，所述下试模、中试模和上试模的高度均设计为23mm～25mm。

按常规，各试模采用不锈钢板制作。

本实用新型的有益效果：

1、采用本实用新型可获取高延性水泥基材料内部不同部位的试件，不同部位试件分别进行自愈合渗流试验并计算渗透系数，使用其平均值作为渗透系数的评价值更能反映高延性水泥基材料内部裂隙的分布状态。

2、采用本实用新型获取的高延性水泥基材料试件，可以有效获得高延性水泥基材料内部裂隙在不同自愈合水平下的渗透系数，有利于对高延性水泥基材料自愈合性能作出准确评价。

附图说明

图1为本本实用新型一种实施方式的结构示意图。

图2为图1实施方式中的俯视图。

图3为图1实施方式制作的圆柱体高延性水泥基材料试件的结构示意图。

图4为图3中高延性水泥基材料试件于压力机上预裂的示意图。

图5为于图3高延性水泥基材料试件上钻取试件芯样的结构示意图。

图6为图3高延性水泥基材料试件钻取试件芯样后的剩余部分示意图。

图7为高延性水泥基材料自愈合渗流试验过程示意图。

图号标识：1、底板；2、底试模；3、下试模；4、中试模；5、上试模；6、顶试模；7、螺栓组件；8、半圆模板；9、中粗砂；10、高延性水泥基材料试件；11、试件芯样；11-1、上部测试试件；11-2、中部测试试件；11-3、下部测试试件；12、底部透水试筒；13、过滤板；14、顶部透水试筒；14-1、试筒溢水口；15、水槽；15-1、水槽溢水口；16、量筒；17、压力机；18、试筒垫块。

具体实施方式

下面结合附图所示实施方式对本实用新型的技术方案作进一步说明。

本本实用新型高延性水泥基材料自愈合渗流试验制件模具，包括内、外径相同的底试模2、下试模3、中试模4、上试模5和顶试模6以及同外径的圆形底板1，所述底试模2、下试模3、中试模4、上试模5和顶试模6均为用前、后对称的螺栓组件7连接的左、右半圆模板8(用不锈钢板制作)，底试模2同轴置于底板1上并用左、右对称的螺栓组件7连接安装，所述下试模3同轴置于底试模2上并用左、右对称的螺栓组件7连接安装，所述中试模4同轴置于下试模3上并用左、右对称的螺栓组件7连接安装，所述上试模5同轴置于中试模4上并用左、右对称的螺栓组件7连接安装，所述顶试模6同轴置于上试模5上并用左、右对称的螺栓组件7连接安装，如图1、图2所示。

上述结构中：

所述底试模2、下试模3、中试模4、上试模5和顶试模6的内径均为150mm～155mm。所述底试模2和顶试模6的高度相同且均为40mm～45mm。

所述下试模3、中试模4和上试模5的高度相同且均为23mm～25mm。

采用上述模具制备高延性水泥基材料试件10的方法，包括高延性水泥基材料试件10的浇筑和拆模流程以及试件芯样11的制作流程。

1、高延性水泥基材料试件浇筑和拆模流程的方案步骤为：

①、将底试模2置于底板1之上，穿好螺杆拧紧螺母，在底板1的底面和底试模2的内侧面上涂油，准备好高延性水泥基材料。

②、向底试模2内浇筑高延性水泥基材料，并用捣棒插捣均匀，刮除底试模2模口上多余的高延性水泥基材料，待高延性水泥基材料临近初凝时，用抹刀抹平。

③、待底试模2内高延性水泥基材料初凝后，将下试模3置于底试模2之上，穿好螺杆拧紧螺母，在下试模3的内侧面上涂油，准备好高延性水泥基材料。

④、在下试模3内铺设一层中粗砂9(厚度为2mm～3mm)，将砂层整平后，向下试模3内浇筑高延性水泥基材料，并用捣棒插捣均匀，刮除下试模3模口上多余的高延性水泥基材料，待高延性水泥基材料临近初凝时，用抹刀抹平。

⑤、重复步骤②～④，直至将中试模4、上试模5和顶试模6依次拼装并在各试模内铺设中粗砂和高延性水泥基材料为止。

⑥、凝固的高延性水泥基材料连同试模一起置于室内24±2小时，然后依次拆除顶试模6、上试模5、中试模4、下试模3、底试模2和底板1而得到圆柱体的高延性水泥基材料试件10，如图3所示，将高延性水泥基材料试件10置于温度为20±2℃和相对湿度不少于95％的养生室中养生28±2天。

2、试件芯样11的制作流程步骤为：

①、高延性水泥基材料试件10养生结束后，使用柔软洁净的拧干湿毛巾擦除高延性水泥基材料试件10表面的水渍。

②、将高延性水泥基材料试件10置于压力机17上进行劈裂试验，如图4所示，使高延性水泥基材料试件10预裂。

③、使用钻芯机在高延性水泥基材料试件10上居中钻取试件芯样11(直径为100mm～105mm)，如图5所示，高延性水泥基材料试件10剩余部分的环体如图6所示。

④、使用撬棒于试件芯样11上各中粗砂9处分割芯样，从而获取得到上部测试试件11-1、中部测试试件11-2和下部测试试件11-3，如图5所示。

⑤、使用抹刀刮去各测试试件表面粘结的中粗砂，并保证测试试件上表面和下表面的平整。

采用上部测试试件11-1、中部测试试件11-2和下部测试试件11-3进行高延性水泥基材料自愈合渗流试验的方法，其方案步骤为：

1、在上部测试试件11-1、中部测试试件11-2和下部测试试件11-3的侧面上涂覆玻璃胶，然后分别将上部测试试件11-1、中部测试试件11-2和下部测试试件11-3置于底部透水试筒12的筒口的过滤板13(带孔金属板)上，所述底部透水试筒12置于水槽15内的试筒垫块18之上，所述水槽15上开设有高于底部透水试筒12筒口的水槽溢水口15-1，对应于水槽溢水口15-1设有量筒16，底部透水试筒12的筒口上通过两侧对称的螺栓组件7对接安装有顶部透水试筒14，两者对接处采用用橡胶圈密封，所述顶部透水试筒14上开设有高于水槽溢水口15-1的试筒溢水口14-1，如图7所示。

2、向顶部透水试筒14内注水，直至水槽溢水口15-1和试筒溢水口14-1均有水溢出为止，开启秒表，记录一定时间内分别透过上部测试试件11-1、中部测试试件11-2和下部测试试件11-3渗流入量筒16里的水量。

3、将上部测试试件11-1、中部测试试件11-2和下部测试试件11-3置于水中养生24±2小时，然后置于空气中养生24±2小时，为一个干湿循环，干湿循环结束后，重复步骤1～2，共进行10个干湿循环。

4、计算测试试件的渗透系数，取上部测试试件11-1、中部测试试件11-2和下部测试试件11-3渗透系数的平均值作为评价值，评价高延性水泥基材料干湿循环后的自愈合性能。