一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置及试验方法与流程

1.本发明涉及到混凝土性能试验装置技术领域，具体涉及到一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置及试验方法。


背景技术：

2.混凝土是一种应用非常广泛的材料，但其是一种脆性材料，抗拉强度低。在其硬化过程中，混凝土的收缩在约束的条件下产生的应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土就会产生开裂。混凝土的裂缝对混凝土的防水性及耐久性有着显著的影响，抗渗性、防腐蚀性再好的混凝土，一旦开裂，氯离子等腐蚀性介质会直接通过裂缝到达钢筋表面，从而对混凝土中钢筋产生锈蚀，产生体积膨胀，最终导致钢筋混凝土结构产生破坏。为了使混凝土能继续正常使用，一些混凝土裂缝修复的材料正在飞速发展，但测试方式、测试设备仪器都非常有限。为了验证修复材料用于混凝土裂缝的修复效果，在测试前需要人为地对混凝土制造裂缝，同时还要便于后续效果的跟进及检测，是测试修复性能的关键点所在。
3.中国实用新型专利(公开号：cn209148688u)在2019年公开了一种可调混凝土早期抗裂性能试验装置，包括底板及围在底板四周的两个长侧板和两个短侧板，长侧板上有均匀刻度线，长侧板两端设固定板，短侧板两端焊接一根长螺丝杆，短侧板横向均匀分布6个螺纹孔，螺纹孔插入长度可调的限制器，短侧板与长侧板通过螺丝杆连接。底板中间均匀分布3个应力诱导发生器，所述应力诱导发生器包括第一钢板和第二钢板，所述第一钢板和第二钢板一端与底板滑动连接，另一端通过旋转轴相连，所述旋转轴两端设有伸缩杆，所述伸缩杆与底板相连。该实验装置能在其它试验条件相同的情况下使试件快速开裂，但是对开裂后混凝土试件无法进行裂缝修复材料进行修复后的性能试验，需要借助其他装置才能进行裂缝修复性能试验。
4.目前，在一些材料的检测标准，如《无机水性渗透结晶型材料应用技术规程》t/cecs848
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2021中介绍了一种砂浆裂缝修复性能的试验方法。将成型的试件，在成型面沿中线位置用钢锯锯割出2mm深的凹痕，养护后沿折线折断，并将断面粘紧，在非成型面上密封粘贴量筒加入修复材料，一定时间后通过观察下部是否有湿渍来判断材料的效果。这种方法目前仅适用于砂浆，和修复材料的实际应用对象混凝土之间存在一定差异，另外折断砂浆试件断面形态出现比较随机，操作比较复杂，效果影响较大，最后修复材料的类型较多，这种方法仅适用于该类渗透型的材料，不适用于其他材料之间的差异对比。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置及试验方法。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
7.一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置，包括下底板，所述下底板上沿长度方向对称的设有一对长向挡板，所述下底板沿宽度方向对称的设有一对短向挡板，所述长向
挡板、所述短向挡板和所述下底板之间可拆卸的连接在一起形成上方开口的矩形空间；所述长向挡板的中部设有上方为三角形下方为矩形的诱导板安装孔，所述诱导板安装孔的外侧设有一对斜连接板和一对竖向连接板，一对所述斜连接板沿三角形的斜边布置，所述竖向连接板沿矩形的对边布置并设置在所述斜连接板的下方；一对所述诱导板安装孔内插设有横跨所述矩形空间的裂缝诱导上板和裂缝诱导下板，所述裂缝诱导上板为一对、拼接为倒“v”形结构，所述裂缝诱导上板的两端分别与所述斜连接板可拆卸连接，所述裂缝诱导下板也为一对、分别竖向的设置在所述裂缝诱导上板的下方，所述裂缝诱导下板的两端分别与所述竖向连接板可拆卸连接；所述裂缝诱导下板与所述短向挡板平行设置，所述短向挡板的中部还分别插设有拉力杆。
8.本试验装置结构简单，易于组装和拆卸，方便使用，能够反复组合形成尺寸基本一致的矩形空间；将混凝土浇筑在本试验装置中，通过一对所述裂缝诱导上板的设置，使混凝土能够在特定位置产生断面均匀的裂缝，且能保证试验装置再次组装为原固定模式。在进行修补材料试验后，通过原裂缝诱导上板和裂缝诱导下板拆卸后的空位，能够直观观察到修复后的效果。操作简洁，效果易得，且适用于多种修复材料的检验。
9.所述长向挡板和所述短向挡板与所述下底板连接的结构，通过螺栓连接固定即可，每个板上分别设有相对应的螺孔，每个边上的螺孔对应后直接拧入螺栓即可，无须其他定位和固定零部件的使用，而且能够拆卸，反复连接使用，还原度高。
10.在所述长向挡板的中部设置所述诱导板安装孔，能够让这些诱导板设置在中部，使得混凝土试件断裂的部位在中部，有较好的导向和位置选择作用。所述裂缝诱导下板和所述裂缝诱导上板分别为一对独立的设置，便于依次安装和拆卸，相互之间不干涉，按照所述诱导板安装孔的形状和位置安装即可，拆除时直接向外抽出即可。
11.所述斜连接板和所述竖向连接板分别用于连接和固定所述裂缝诱导上板和所述裂缝诱导下板，具有导向和定位作用。
12.在所述短向挡板上水平垂直的插入所述拉力杆，能够让成型的混凝土试件两端带有拉力杆，便于直接在试验机上进行拉拔；而且这样的设置不会影响所述短向挡板的拆除。
13.浇筑混凝土时，所述裂缝诱导上板和所述裂缝诱导下板均安装在所述矩形空间中，这样成型的混凝土试件下方具有一条均匀点倒v形槽，拉拔时有利于混凝土试件裂纹的产生，减少其他位置的破损，也避免不规则土块的掉落以免造成拼接还原困难；裂缝修复材料试验时，矩形空间组装好后不用安装所述裂缝诱导上板和下板，该处空出来后便于观察渗漏情况。
14.进一步的，所述长向挡板的两侧和底部分别设有第一翼板，两侧的第一翼板分别与所述短向挡板的两侧螺接固定，底部的第一翼板与所述下底板螺接固定，底部的第一翼板均延伸至所述竖向连接板处并连接在一起。
15.所述第一翼板均设置在外侧，便于对接和安装，而且底部的第一翼板能够增加所述长向挡板的底部支撑面积，使其能够竖直的立在所述下底板上，便于后续螺栓的固定连接。
16.所述第一翼板、所述斜连接板、所述竖向连接板和所述长向挡板为一体成型结构，或者通过多种形状的钢板焊接形成的一体结构，这样的结构稳定性高，且耐用。
17.进一步的，所述短向挡板的底部分别设有第二翼板，所述第二翼板分别与所述下
底板螺接固定，所述短向挡板的长度大于一对所述长向挡板之间的间距。
18.所述第二翼板也与所述短向挡板为一体结构，所述第二翼板的设置也便于所述短向挡板的安装，螺栓连接的位置都设置在外侧，便于操作。
19.进一步的，所述短向挡板的中部设有开孔，所述拉力杆插设在所述开孔中，所述开孔的孔径大于所述拉力杆的外径。这样的设置以便所述拉力杆的插设，也方便所述短向挡板的拆除。
20.进一步的，一对所述裂缝诱导上板之间的夹角为90度，一对所述裂缝诱导上板的对接交线位于所述矩形空间的正中部。这种角度和位置的设置，能够诱导裂缝在中部断裂，两侧对称的设置，受力更加均衡，有利于规则裂缝的形成。
21.进一步的，所述诱导板安装孔的底部为开口设置，所述诱导板安装孔的顶点位置位于所述长向挡板的竖向高度的50％
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90％处。能够保证裂缝诱导处有一定的厚度，但不会过大。
22.进一步的，所述裂缝诱导下板和所述裂缝诱导上板的长度相同，并均长于所述短向挡板的长度；所述裂缝诱导下板和所述裂缝诱导上板的两端均伸出斜连接板。
23.这样的设置能够保证所述裂缝诱导上板的两端露出，以便后续的拆卸；所述裂缝诱导下板的设置能够支撑所述裂缝诱导上板，同时与所述裂缝诱导上板一起使所述矩形空间内部为封闭结构，这样就能够用于装填混凝土。
24.进一步的，所述裂缝诱导上板的截面呈等腰梯形，等腰梯形的下底角呈45度，等腰梯形的下底边与所述诱导板安装孔的斜边长度一致。这样的裂缝诱导上板具有一定的厚度，强度有保证，将其截面形状设置为等腰梯形便于夹角角度的形成，也能够与诱导板安装孔和斜连接板紧密配合。
25.进一步的，所述裂缝诱导下板的截面呈长方向，长方形的边长与所述诱导板安装孔的竖向边的长度一致。
26.进一步的，一种用于混凝土裂缝修复性能的试验方法，所述试验方法包括如下步骤：
27.步骤一：利用螺栓将所述长向挡板与所述下底板、所述短向挡板与所述下底板、所述长向挡板与所述短向挡板之间相互固定连接，形成上部开口的矩形空间；
28.步骤二：将所述裂缝诱导上板及所述裂缝诱导下板按顺序插入所述诱导板安装孔中，贯穿一对所述长向挡板，调整一对所述裂缝诱导上板之间的夹角为90度并通过螺栓固定；
29.步骤三：将所述拉力杆分别伸入所述短向挡板内，并在外侧固定所述拉力杆；在连接好的试验装置内涂刷涂膜剂，浇筑指定配合比的混凝土，进行标准状态下养护；
30.步骤四：养护完成后，松开全部连接的螺栓，依次取出所述裂缝诱导上板及所述裂缝诱导下板，并拆下所述短向挡板和所述长向挡板，得到两端带有拉力杆的混凝土试件；
31.步骤五：将步骤四中的混凝土试件安放在混凝土试验机上，即将所述混凝土试件上的拉力杆固定在混凝土试验机上并将所述混凝土试件拉断；
32.步骤六：将拉断的混凝土试件重新拼接固定在试验装置内，即将所述短向挡板与所述下底板、所述短向挡板与所述长向挡板、所述长向挡板与所述下底板、所述拉力杆与所述短向挡板之间分别固定，使断裂拼接后的混凝土试件恢复到试验之前固定的模式；
33.步骤七：在混凝土试件拉断裂缝上喷或涂裂缝修复材料，并进行养护；
34.步骤八：在达到修复材料施工规定的时间后，在裂缝上淋水，观察原裂缝诱导上板和下板的位置下有无渗水，无渗水及湿渍则表明裂缝修复材料的有效性。
35.通过所述试验方法的操作能够获得裂纹断口相对稳定的混凝土试件，这样再进行裂缝修复材料性能试验时，误差较小，对试验结果的影响较小，而且能够利用同一个所述试验装置进行混凝土试件的成型和裂缝渗透的观察。
36.与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本试验装置结构简单，易于组装和拆卸，方便使用，能够反复组合形成尺寸基本一致的矩形空间；将混凝土浇筑在本试验装置中，通过一对所述裂缝诱导上板的设置，使混凝土能够在特定位置产生断面均匀的裂缝，且能保证试验装置再次组装为原固定模式；在进行修补材料试验后，通过原裂缝诱导上板和裂缝诱导下板拆卸后的空位，能够直观观察到修复后的效果；2、所述试验方法操作简洁，效果易得，且适用于多种修复材料的检验；3、所述试验方法能够获得裂纹断口相对稳定的混凝土试件，这样再进行裂缝修复材料性能试验时，误差较小，对试验结果的影响较小；4、所述长向挡板和所述短向挡板与所述下底板之间均通过螺栓连接，无须其他定位和固定零部件的使用，而能够拆卸，反复连接使用，还原度高；5、所述裂缝诱导下板和所述裂缝诱导上板分别为一对独立的设置，便于依次安装和拆卸，相互之间不干涉，按照所述诱导板安装孔的形状和位置安装即可，拆除时直接向外抽出即可；在所述短向挡板上水平垂直的插入所述拉力杆，能够让成型的混凝土试件两端带有拉力杆，便于直接在试验机上进行拉断。
附图说明
37.图1为本发明一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置的整体结构示意图；
38.图2为本发明一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置的整体透视结构示意图；
39.图3为本发明一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置的长向挡板的结构示意图；
40.图4为本发明一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置的短向挡板的结构示意图；
41.图5为本发明一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置的裂缝诱导上板的结构示意图；
42.图6为本发明一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置的裂缝诱导上板的截面结构示意图；
43.图7为本发明一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置的裂缝诱导下板的结构示意图；
44.图中：1、长向挡板；101、诱导板安装孔；102、斜连接板；103、竖向连接板；104、第一翼板；2、短向挡板；201、第二翼板；202、开孔；3、下底板；4、裂缝诱导上板；5、裂缝诱导下板；6、螺栓；7、拉力杆。
具体实施方式
45.下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施
例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中间”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.实施例一：
48.如图1～图4所示，一种用于混凝土裂缝修复性能的试验装置，包括下底板3，所述下底板3上沿长度方向对称的设有一对长向挡板1，所述下底板3沿宽度方向对称的设有一对短向挡板2，所述长向挡板1、所述短向挡板2和所述下底板3之间可拆卸的连接在一起形成上方开口的矩形空间；所述长向挡板1的中部设有上方为三角形下方为矩形的诱导板安装孔101，所述诱导板安装孔101的外侧设有一对斜连接板102和一对竖向连接板103，一对所述斜连接板102沿等腰三角形的斜边布置，所述竖向连接板103沿矩形的对边布置并设置在所述斜连接板102的下方；一对所述诱导板安装孔101内插设有横跨所述矩形空间的裂缝诱导上板4和裂缝诱导下板5，所述裂缝诱导上板4为一对、拼接为倒“v”形结构，所述裂缝诱导上板4的两端分别与所述斜连接板102可拆卸连接，所述裂缝诱导下板5也为一对、分别竖向的设置在所述裂缝诱导上板4的下方，所述裂缝诱导下板5的两端分别与所述竖向连接板103可拆卸连接；所述裂缝诱导下板5与所述短向挡板2平行设置，所述短向挡板2的中部还分别插设有拉力杆7。
49.本试验装置结构简单，易于组装和拆卸，方便使用，能够反复组合形成尺寸基本一致的矩形空间；将混凝土浇筑在本试验装置中，通过一对所述裂缝诱导上板4的设置，使混凝土能够在特定位置产生断面均匀的裂缝，且能保证试验装置再次组装为原固定模式。在进行修补材料试验后，通过原裂缝诱导上板4和裂缝诱导下板5拆卸后的空位，能够直观观察到修复后的效果。操作简洁，效果易得，且适用于多种修复材料的检验。
50.所述长向挡板1和所述短向挡板2与所述下底板3连接的结构，通过螺栓连接固定即可，每个板上分别设有相对应的螺孔，每个边上的螺孔对应后直接拧入螺栓即可，无须其他定位和固定零部件的使用，而且能够拆卸，反复连接使用，还原度高。
51.在所述长向挡板1的中部设置所述诱导板安装孔101，能够让这些诱导板设置在中部，使得混凝土试件断裂的部位在中部，有较好的导向和位置选择作用。所述裂缝诱导下板5和所述裂缝诱导上板4分别为一对独立的设置，便于依次安装和拆卸，相互之间不干涉，按照所述诱导板安装孔101的形状和位置安装即可，拆除时直接向外抽出即可。
52.所述斜连接板102和所述竖向连接板103分别用于连接和固定所述裂缝诱导上板4和所述裂缝诱导下板5，具有导向和定位作用。
53.在所述短向挡板2上水平垂直的插入所述拉力杆7，能够让成型的混凝土试件两端带有拉力杆7，便于直接在试验机上进行拉拔；而且这样的设置不会影响所述短向挡板的拆除。
54.浇筑混凝土时，所述裂缝诱导上板4和所述裂缝诱导下板5的主体部分均安装在所述矩形空间中，这样成型的混凝土试件下方具有一条均匀点倒v形槽，拉拔时有利于混凝土
试件裂纹的产生，减少其他位置的破损，也避免不规则土块的掉落以免造成拼接还原困难；裂缝修复材料试验时，矩形空间组装好后不用安装所述裂缝诱导上板和下板，该处空出来后便于观察渗漏情况。
55.进一步的，所述长向挡板1的两侧和底部分别设有第一翼板104，两侧的第一翼板104分别与所述短向挡板2的两侧螺接固定，底部的第一翼板104与所述下底板3螺接固定，底部的第一翼板104均延伸至所述竖向连接板103处并连接在一起。
56.所述第一翼板104均设置在外侧，便于对接和安装，而且底部的第一翼板104能够增加所述长向挡板1的底部支撑面积，使其能够竖直的立在所述下底板3上，便于后续螺栓的固定连接。
57.所述第一翼板104、所述斜连接板102、所述竖向连接板103和所述长向挡板为一体成型结构，这样的结构稳定性高，且耐用。
58.进一步的，所述短向挡板2的底部分别设有第二翼板201，所述第二翼板201分别与所述下底板3螺接固定，所述短向挡板2的长度与所述下底板3的宽度相同。
59.所述第二翼板201也与所述短向挡板2为一体结构，所述第二翼板201的设置也便于所述短向挡板2的安装，螺栓连接的位置都设置在外侧，便于操作。
60.进一步的，所述短向挡板2的中部设有开孔202，所述拉力杆7插设在所述开孔202中，所述开孔202的孔径大于所述拉力杆7的外径。这样的设置以便所述拉力杆7的插设，也方便所述短向挡板2的拆除。
61.进一步的，一对所述裂缝诱导上板4之间的夹角为90度，一对所述裂缝诱导上板4的对接交线位于所述矩形空间的正中部。这种角度和位置的设置，能够诱导裂缝在中部断裂，两侧对称的设置，受力更加均衡，有利于规则裂缝的形成。
62.进一步的，所述诱导板安装孔101的底部为开口设置，所述诱导板安装孔101的顶点位置位于所述长向挡板1的竖向高度的80％处。能够保证裂缝诱导处有一定的厚度，但不会过大。
63.进一步的，所述裂缝诱导下板5和所述裂缝诱导上板4的长度相同，并均长于所述短向挡板2的长度；所述裂缝诱导下板5和所述裂缝诱导上板4的两端均伸出斜连接板102。
64.这样的设置能够保证所述裂缝诱导上板4的两端露出，以便后续的拆卸；所述裂缝诱导下板5的设置能够支撑所述裂缝诱导上板4，同时与所述裂缝诱导上板4一起使所述矩形空间内部为封闭结构，这样就能够用于装填混凝土。
65.进一步的，如图5和图6所示，所述裂缝诱导上板4的截面呈等腰梯形，等腰梯形的下底角呈45度，等腰梯形的下底边与所述诱导板安装孔101的斜边长度一致。这样的裂缝诱导上板4具有一定的厚度，强度有保证，将其截面形状设置为等腰梯形便于夹角角度的形成，也能够与诱导板安装孔101和斜连接板102紧密配合。
66.进一步的，如图7所示，所述裂缝诱导下板5的截面呈长方向，长方形的边长与所述诱导板安装孔101的竖向边的长度一致。
67.实施例二：
68.一种用于混凝土裂缝修复性能的试验方法，所述试验方法包括如下步骤：
69.步骤一：利用螺栓6将所述长向挡板1与所述下底板3、所述短向挡板2与所述下底板3、所述长向挡板1与所述短向挡板2之间相互固定连接，形成上部开口的矩形空间；
70.步骤二：将所述裂缝诱导上板4及所述裂缝诱导下板5按顺序插入所述诱导板安装孔101中，贯穿一对所述长向挡板1，调整一对所述裂缝诱导上板4之间的夹角为90度并通过螺栓6固定；
71.步骤三：将所述拉力杆7分别伸入所述短向挡板2内，并在外侧固定所述拉力杆7；在连接好的试验装置内涂刷涂膜剂，浇筑指定配合比的混凝土，进行标准状态下养护；
72.步骤四：养护完成后，松开全部连接的螺栓6，依次取出所述裂缝诱导上板4及所述裂缝诱导下板5，并拆下所述短向挡板2和所述长向挡板1，得到两端带有拉力杆的混凝土试件；
73.步骤五：将步骤四中的混凝土试件安放在混凝土试验机上，即将所述混凝土试件上的拉力杆固定在混凝土试验机上并将所述混凝土试件拉断；
74.步骤六：将拉断的混凝土试件重新拼接固定在试验装置内，即将所述短向挡板2与所述下底板3、所述短向挡板2与所述长向挡板1、所述长向挡板1与所述下底板3之间分别固定，使断裂拼接后的混凝土试件恢复到试验之前固定的模式；
75.步骤七：在混凝土试件拉断裂缝上喷设裂缝修复材料，并进行养护；
76.步骤八：在达到修复材料施工规定的时间后，在裂缝上淋水，观察原裂缝诱导上板的位置下有无渗水，无渗水及湿渍则表明裂缝修复材料的有效性。
77.通过所述试验方法的操作能够获得裂纹断口相对稳定的混凝土试件，这样再进行裂缝修复材料性能试验时，误差较小，对试验结果的影响较小，而且能够利用同一个所述试验装置进行混凝土试件的成型和裂缝渗透的观察。
78.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。