大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪及其裂缝制定方法
【专利摘要】本发明公开了大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪及其裂缝制定方法，该控制仪包括组合构成有钢筋混凝土试件施压工作区的固定施压台和活动施压台以及手动螺旋施力机构，固定施压台和活动施压台分别制有前后配合挤压试件的前施压工面和后施压工面，控制仪配设有观察控制裂缝宽度变化的裂缝显微观察仪。其裂缝制定方法包括调节控制仪、试件放入、以及通过动螺旋施力机构螺旋带动活动施压台配合固定施压台施压夹紧施压工作区中的钢筋混凝土试件，从而制定出具有所需目标宽度裂缝的钢筋混凝土试件。本发明能准确和稳定地控制钢筋混凝土试件的裂缝宽度，适用于多种尺寸试件裂缝的制作并具有很强的可控性和实用性。
【专利说明】大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪及其裂缝制定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢筋混凝土试件裂缝预设和裂宽控制技术，特别是用于定制确定宽度的非顺筋钢筋混凝土试件裂缝的一种设备，具体地说是一种大刚度的钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪及其裂缝制定方法。
【背景技术】
[0002]钢筋混凝土有害裂缝的存在，会降低钢筋混凝土构件的抗渗和抗冻能力，严重影响钢筋混凝土的结构耐久性，因此研究裂缝对钢筋混凝土构件结构耐久性影响的就十分的重要，但目前实验中专门用于钢筋混凝土试件裂缝制作的设备还没有，现有的带裂缝钢筋混凝土试件制作方法一般很难准确和稳定控制裂缝的宽度，也不能随时的观察裂缝宽度的变化情况，而且需要多人协作操作，效率低质量差；而预置宽度方法则在裂缝根部局部应力分布上与实际不符。
[0003]本发明经过多次的尝试和改进，过程中可以随时观察钢筋混凝土试件裂缝的宽度变化情况，准确和稳定控制裂缝宽度，而且还适应多种尺寸试件的裂缝制作，并且只需要一个工作人员就可以按既定方法和程序完成所有操作，具有很强的可控性和可操作性。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状，而提供操作简单，使用方便，并能随时观察钢筋混凝土试件裂缝宽度变化情况，准确和稳定控制裂缝宽度的一种大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，该控制仪包括组合构成有钢筋混凝土试件施压工作区的固定施压台和活动施压台以及手动螺旋施力机构，固定施压台和活动施压台分别制有前后配合挤压钢筋混凝土试件的前施压工面和后施压工面，并且固定施压台的下部前后通透式制有提高活动施压台运动稳定性的导向槽腔，活动施压台制有向前延伸与该导向槽腔滑动穿配的导向滑座，手动螺旋施力机构螺旋带动活动施压台沿导向槽腔前行配合固定施压台施压夹紧施压工作区中的钢筋混凝土试件制定出具有所需目标宽度裂缝的钢筋混凝土试件，控制仪配设有观察钢筋混凝土试件控制裂缝宽度变化情况的裂缝显微观察仪。裂缝显微观察仪能随时观察钢筋混凝土试件控制裂缝宽度变化情况，直至钢筋混凝土试件的裂缝宽度达到目标宽度，然后锁定手动螺旋施力机构，即可得到目标宽度裂缝的钢筋混凝土试件。
[0006]为优化上述技术方案，采取的措施还包括:
上述的手动螺旋施力机构包括架设固定安装在导向滑座中能转动的螺杆和与螺杆螺旋配合的至少一个螺纹卡口，导向滑座制有下开口的螺杆装配腔，螺纹卡口固定安装在导向槽腔中。
[0007]上述的固定施压台的底面一体连接有底座，导向槽腔的底面由底座的上端面形成，该导向槽腔的横断面为正方形或长方形。[0008]上述的螺纹卡口呈L结构，该螺纹卡口的纵向板上制有与螺杆螺纹相适配的螺纹孔，螺纹卡口的横向板采用螺栓固定在导向槽腔的底面上。
[0009]上述的螺杆延伸出导向滑座的后端面，该螺杆的尾端固定安装有方向盘式的操作手柄或安装有一字形操作手杆，上述的导向槽腔中前后排列安装有两个螺纹卡口。
[0010]上述的活动施压台的后施压工面上沿纵向中分线固定安装有确立钢筋混凝土试件后端面施力点位的条形后施力板，导向滑座上位于施压工作区支撑钢筋混凝土试件处固定安装有PTFE垫板。PTFE垫板的作用是为了减小钢筋混凝土试块与控制仪之间的摩擦力。
[0011]上述的固定施压台的前施压工面上位于纵向中分线两侧对称制有多道间隔分布用于调节适配多种规格尺寸钢筋混凝土试件前端面施力点位的长条形卡槽，长条形卡槽中能拆卸的卡装有条形前施力板。
[0012]上述的条形后施力板和成对条形前施力板俯视图上的施力点位呈等腰三角形分布。
[0013]上述的裂缝显微观察仪包括在钢筋混凝土试件后端面上的显微镜固定架和固定安装显微镜固定架中的显微镜。
[0014]本发明还提供了一种大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪的裂缝制定方法，该方法包括以下步骤:
a)、根据钢筋混凝土试件的规格尺寸，调节控制仪固定施压台前施压工面上的条形前施力板，确立条形前施力板在钢筋混凝土试件前端面上的施力点位；
b)、将钢筋混凝土试件放入控制仪的施压工作区，使钢筋混凝土试件前端面的纵向中心线正对控制仪活动施压台后施压工面上的条形后施力板；
c)、通过手动螺旋施力机构的操作手柄旋转手动螺旋施力机构，带动活动施压台前行，配合固定施压台夹紧施压工作区中的钢筋混凝土试件；
d)、继续缓慢旋转手动螺旋施力机构施力夹压钢筋混凝土试件，同时通过控制仪的裂缝显微观察仪观察钢筋混凝土试件裂缝发展的速度和宽度，直至钢筋混凝土试件的裂缝宽度达到目标宽度，然后锁定保持操作手柄，即可得到目标宽度裂缝的钢筋混凝土试件。
[0015]与现有技术相比，本发明的控制仪安装有手动螺旋施力机构，能通过旋转手动螺旋施力机构驱动控制仪的活动施压台配合固定施压台施力挤压钢筋混凝土试件，并能通过裂缝显微观察仪时刻观察钢筋混凝土试件裂缝宽度的变化情况，制定出所需裂缝宽度的钢筋混凝土试件。本发明能准确和稳定地控制钢筋混凝土试件的裂缝宽度，并能实现单人操作，节省人力物力，具有可控制性强、操作方便和效率高的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中手动螺旋施力机构的原理示意图；
图4是图1中固定施压台的结构示意图；
图5是图3中螺纹卡口原理示意图；
图6是本发明制定钢筋混凝土试件裂缝宽度的力学原理示意图；
图7是本发明钢筋混凝土试件裂缝宽度观察和控制原理示意图。【具体实施方式】
[0017]以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
[0018]图1至图7所示为本发明的结构和原理示意图。
[0019]其中的附图标记为:钢筋混凝土试件A、施压工作区D、裂缝H、挤压力F、固定施压台1、导向槽腔la、长条形卡槽lb、底座11、活动施压台2、导向滑座21、手动螺旋施力机构
3、螺杆31、螺纹卡口32、操作手柄33、裂缝显微观察仪4、显微镜固定架41、显微镜42、条形后施力板5、PTFE垫板6、条形前施力板7。
[0020]如图1至7所示，本发明的大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，该控制仪包括组合构成有钢筋混凝土试件A施压工作区D的固定施压台I和活动施压台2以及手动螺旋施力机构3，固定施压台I和活动施压台2分别制有前后配合挤压钢筋混凝土试件A的前施压工面和后施压工面，并且固定施压台I的下部前后通透式制有提高活动施压台2运动稳定性的导向槽腔la，活动施压台2制有向前延伸与该导向槽腔Ia滑动穿配的导向滑座21，手动螺旋施力机构3螺旋带动活动施压台2沿导向槽腔Ia前行配合固定施压台I施压夹紧施压工作区D中的钢筋混凝土试件A制定出具有所需目标宽度裂缝H的钢筋混凝土试件A，控制仪配设有观察钢筋混凝土试件A控制裂缝H宽度变化情况的裂缝显微观察仪
4。目前带裂缝钢筋混凝土试件的制作很难准确和稳定的控制，而采用预置宽度法制作的钢筋混凝土试件裂缝宽度在裂缝根部局部应力分布上又与实际不符，且需消耗大量的人力物力，因此不能真实的反应带一定裂缝宽度的钢筋混凝土构件在实际应用中承载能力和危害程度，而现有技术中尚没有专门用于钢筋混凝土试件裂缝制作的设备。如图1所示，本发明采用手动螺旋施力机构3带动活动施压台2配合固定施压台1，手动螺旋施压夹紧施压工作区D中的钢筋混凝土试件A。手动螺旋施力机构3能通过旋转的快慢来调节控制活动施压台2和固定施压台I的夹紧速度和作用在钢筋混凝土试件A上的挤压力F，在手动螺旋施力机构3旋转施压的同时能通过本发明配设的裂缝显微观察仪4观察了解钢筋混凝土试件A受力产生的裂缝宽度的变化，从而有效地制定出所需目标宽度裂缝H的钢筋混凝土试件
A。本发明只需一个员工就可以操作，且能准确和稳定地控制钢筋混凝土试件的裂缝宽度，能适用多种尺寸试件裂缝的制作，具有很强的可控性和实用性，填补了本领域的一项空白。
[0021]为了进一步优化上述的技术方案，如图3和图5所示，手动螺旋施力机构3包括架设固定安装在导向滑座21中能转动的螺杆31和与螺杆31螺旋配合的至少一个螺纹卡口 32，导向滑座21制有下开口的螺杆装配腔，螺纹卡口 32固定安装在导向槽腔Ia中。螺杆装配腔本实施例的图示中没有示出，螺杆装配腔具有下开口这样固定安装在导向槽腔Ia中的螺纹卡口 32才能伸入到螺杆装配腔中与螺杆31螺旋配合。
[0022]实施例中从图4可以看出，固定施压台I的底面一体连接有底座11，底座11可以方便地将固定施压台I固定在工作台上，本发明的导向槽腔Ia的底面由底座11的上端面形成，该导向槽腔Ia的横断面为正方形或长方形，当然导向滑座21的横断面与导向槽腔Ia的形状相适配。
[0023]如图1所示，螺纹卡口 32呈L结构，该螺纹卡口 32的纵向板上制有与螺杆31螺纹相适配的螺纹孔，螺纹卡口 32的横向板采用螺栓固定在导向槽腔Ia的底面上。螺纹卡口 32和螺杆31组成丝杠付工作原理。[0024]从图1和图2中可以看到，本发明的螺杆31延伸出导向滑座21的后端面，该螺杆31的尾端固定安装有方向盘式的操作手柄33或安装有一字形操作手杆。螺杆31通过手柄或手杆旋转操作。
[0025]实施例中，导向槽腔Ia中前后排列安装有两个螺纹卡口 32。本发明设置有两道螺纹卡口是为了增加仪器的安全和稳定性能。
[0026]实施例中，活动施压台2的后施压工面上沿纵向中分线固定安装有确立钢筋混凝土试件A后端面施力点位的条形后施力板5，导向滑座21上位于施压工作区D支撑钢筋混凝土试件A处固定安装有PTFE垫板6。条形后施力板5能确立在钢筋混凝土试件A上挤压力F的作用点位，PTFE垫板的作用是为了减少混凝土试件与仪器之间的摩擦，更加接近实际中钢筋混凝土的开裂情况，同时也提高控制仪的使用寿命。
[0027]同样，固定施压台I的前施压工面上位于纵向中分线两侧对称制有多道间隔分布用于调节适配多种规格尺寸钢筋混凝土试件A前端面施力点位的长条形卡槽lb，长条形卡槽Ib中能拆卸的卡装有条形前施力板7。长条形卡槽Ib是为了方便不同尺寸钢筋混凝土试件A的施力点位设置，这样就使本发明可以适用多种规格钢筋混凝土试件A的裂缝的制作。
[0028]实施例中如图6和图7所示，条形后施力板5和成对条形前施力板7俯视图上的施力点位呈等腰三角形分布。
[0029]本发明的裂缝显微观察仪4包括钢筋混凝土试件A后端面上的显微镜固定架41和固定安装显微镜固定架41中的显微镜42。显微镜固定架41用于固定显微镜42，通过显微镜42就能观察和控制裂缝的宽度变化，从而保证获得所需的裂缝宽度。
[0030]本发明的一种大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪的裂缝制定方法，该方法包括以下步骤:
a)、根据钢筋混凝土试件的规格尺寸，调节控制仪固定施压台前施压工面上的条形前施力板，确立条形前施力板在钢筋混凝土试件前端面上的施力点位；
b)、将钢筋混凝土试件放入控制仪的施压工作区，使钢筋混凝土试件前端面的纵向中心线正对控制仪活动施压台后施压工面上的条形后施力板；
c)、通过手动螺旋施力机构的操作手柄旋转手动螺旋施力机构，带动活动施压台前行，配合固定施压台夹紧施压工作区中的钢筋混凝土试件；
d)、继续缓慢旋转手动螺旋施力机构施力夹压钢筋混凝土试件，同时通过控制仪的裂缝显微观察仪观察钢筋混凝土试件裂缝发展的速度和宽度，直至钢筋混凝土试件的裂缝宽度达到目标宽度，然后锁定保持操作手柄，即可得到目标宽度裂缝的钢筋混凝土试件。
[0031]本发明的工作原理是:工作人员通过转动控制仪上手动螺旋施力机构3的手柄，利用手柄作用螺杆31转动，再通过螺纹卡口 32的作用，使裂缝宽度控制仪的固定施压台I和活动施压台2在螺旋施力机构的作用下随着螺杆31的转动而不断的夹紧，通过仪器的裂缝显微镜观察裂缝宽度的变化情况，通过手柄转动的快慢来调节固定施压台I和活动施压台2夹紧速度的快慢，以及裂缝宽度发展的速度和裂缝宽度可以随时得到控制，直至钢筋混凝土试件的裂缝宽度达到目标宽度，然后锁定保持手柄，即可得到目标宽度裂缝的钢筋混凝土试件。
【权利要求】
1.大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，其特征是:所述的控制仪包括组合构成有钢筋混凝土试件(A)施压工作区(D)的固定施压台(I)和活动施压台(2)以及手动螺旋施力机构(3)，所述的固定施压台(I)和活动施压台(2)分别制有前后配合挤压钢筋混凝土试件(A)的前施压工面和后施压工面，并且所述的固定施压台(I)的下部前后通透式制有提高活动施压台(2)运动稳定性的导向槽腔(Ia)，所述的活动施压台(2)制有向前延伸与该导向槽腔(Ia)滑动穿配的导向滑座(21)，所述的手动螺旋施力机构(3)螺旋带动活动施压台(2)沿导向槽腔(Ia)前行配合固定施压台(I)施压夹紧施压工作区(D)中的钢筋混凝土试件(A)制定出具有所需目标宽度裂缝(H)的钢筋混凝土试件(A)，所述的控制仪配设有观察钢筋混凝土试件(A)控制裂缝(H)宽度变化情况的裂缝显微观察仪(4)。
2.根据权利要求1所述的大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，其特征是:所述的手动螺旋施力机构(3)包括架设固定安装在导向滑座(21)中能转动的螺杆(31)和与螺杆(31)螺旋配合的至少一个螺纹卡口(32)，所述的导向滑座(21)制有下开口的螺杆装配腔，所述的螺纹卡口(32)固定安装在导向槽腔(Ia)中。
3.根据权利要求2所述的大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，其特征是:所述的固定施压台(I)的底面一体连接有底座(11)，所述的导向槽腔(Ia)的底面由底座(11)的上端面形成，该导向槽腔(Ia)的横断面为正方形或长方形。
4.根据权利要求3所述的大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，其特征是:所述的螺纹卡口(32)呈L结构，该螺纹卡口(32)的纵向板上制有与螺杆(31)螺纹相适配的螺纹孔，所述的螺纹卡口(32)的横向板采用螺栓固定在导向槽腔(Ia)的底面上。
5.根据权利要求4所述的大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，其特征是:所述的螺杆(31)延伸出导向滑座(21)的后端面，该螺杆(31)的尾端固定安装有方向盘式的操作手柄(33)或安装有一字形操作手杆，所述的导向槽腔(Ia)中前后排列安装有两个螺纹卡口(32)。
6.根据权利要求5所述的大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，其特征是:所述的活动施压台(2)的后施压工面上沿纵向中分线固定安装有确立钢筋混凝土试件(A)后端面施力点位的条形后施力板(5)，所述的导向滑座(21)上位于施压工作区(D)支撑钢筋混凝土试件㈧处固定安装有PTFE垫板(6)。
7.根据权利要求6所述的大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，其特征是:所述的固定施压台(I)的前施压工面上位于纵向中分线两侧对称制有多道间隔分布用于调节适配多种规格尺寸钢筋混凝土试件(A)前端面施力点位的长条形卡槽(Ib)，所述的长条形卡槽(Ib)中能拆卸的卡装有条形前施力板(7)。
8.根据权利要求7所述的大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，其特征是:所述的条形后施力板(5)和成对条形前施力板(7)俯视图上的施力点位呈等腰三角形分布。
9.根据权利要求8所述的大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪，其特征是:所述的裂缝显微观察仪(4)包括在钢筋混凝土试件(A)后端面上的显微镜固定架(41)和固定安装显微镜固定架(41)中的显微镜(42)。
10.一种权利要求1所述的大刚度钢筋混凝土试件裂缝宽度控制仪的裂缝制定方法，其特征是:该方法包括以下步骤: a)、根据钢筋混凝土试件的规格尺寸，调节控制仪固定施压台前施压工面上的条形前施力板，确立条形前施力板在钢筋混凝土试件前端面上的施力点位； b)、将钢筋混凝土试件放入控制仪的施压工作区，使钢筋混凝土试件前端面的纵向中心线正对控制仪活动施压台后施压工面上的条形后施力板； c)、通过手动螺旋施力机构的操作手柄旋转手动螺旋施力机构，带动活动施压台前行，配合固定施压台夹紧施压工作区中的钢筋混凝土试件； d)、继续缓慢旋转手动螺旋施力机构施力夹压钢筋混凝土试件，同时通过控制仪的裂缝显微观察仪观察钢筋混凝土试件裂缝发展的速度和宽度，直至钢筋混凝土试件的裂缝宽度达到目标宽度， 然后锁定保持操作手柄，即可得到目标宽度裂缝的钢筋混凝土试件。
【文档编号】G01N1/28GK103728169SQ201410004470
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2014年1月6日 优先权日:2014年1月6日
【发明者】干伟忠, 舒佳明, 吴波明, 任旭初, 周秀静, 蒋海平, 方小爱 申请人:宁波工程学院, 浙江舟山跨海大桥有限公司