一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及岩石力学模型试验中相似材料试样制备，具体涉及一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置。
【背景技术】
[0002]现有技术中岩石力学模型试验中相似材料的试样制备，是通过模具拼接、组装来制备不同形状和尺寸的小模块，养护一段时间后再将这些小模块通过粘接等方式均匀连接成一体，再进行打磨最终制得几何尺寸满足试验要求的试样。这样的制作方式容易因试样的不均匀性和几何形状的精度不够造成误差，而且制作过程也较复杂，费时费力。
【实用新型内容】
[0003]为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置，将小尺寸试样制作和连接实现一步化操作。
[0004]为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案:
[0005]—种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置，包括:相似材料成型模具和材料填充装置，其中，所述相似材料成型模具包括:底座、若干条形树脂模具以及侧板，所述底座上形成有第一凹槽和第二凹槽，所述条形树脂模具固定于第一凹槽内并将底座上的空间分隔为若干相似形状，所述侧板固定于第二凹槽中以将底座上方的空间包围；所述材料填充装置包括空气栗、导管、储料罐、设置于储料罐内部的搅拌叶片和传动轴，所述导管与储料罐连通并且导管上设有一阀门。
[0006]优选地，前述储料罐安装于一固定架上，所述固定架与一升降装置相连。
[0007]具体地，前述条形树脂模具的截面形状为三叉形，将底座上的空间分隔为若干正六边形。
[0008]进一步地，前述侧板底部形成有与第二凹槽相配合的凸起，凸起高度为20mm。
[0009]作为本实用新型的一个具体实施例，前述底座形状为四方形，所述侧板数量为4个。
[0010]作为本实用新型的另一个具体实施例，前述底座形状为圆形，所述侧板数量为2个。
[0011]进一步优选地，前述储料罐由合金材料制成，具有良好的耐磨损性和耐腐蚀性。
[0012]本实用新型的有益之处在于:本实用新型的模具装置包括相似材料成型模具和材料填充装置，实现了小尺寸相似试样的制作和连接一体化操作，减少了打磨试样的环节，有利于减小因试样的材料不均匀性和几何形状的精度不够造成的误差，提高了力学参数可靠性，在提高试样尺寸精确度的同时大大降低了试验成本。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的实施例1的模具装置的相似材料成型模具的结构示意图；
[0014]图2是图1所不实施例中底座俯视图；
[0015]图3是本实用新型的实施例2的相似材料成型模具中底座和侧板的结构示意图；
[0016]图4是图3所不实施例中底座俯视图；
[0017]图5是本实用新型的材料填充装置的结构示意图。
[0018]图中附图标记的含义:1、底座，2、条形树脂模具，3、侧板，4、第一凹槽，5、第二凹槽，6、凸起，7、储料罐，8、空气栗，9、搅拌叶片，10、传动轴，11、导管，12、阀门。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。
[0020]实施例1
[0021 ] 本实施例的模具装置包括图1、图2所示的相似材料成型模具和图5所示的材料填充装置。其中，相似材料成型模具包括:底座1、多个条形树脂模具2以及侧板3，底座I为四方形，侧板3的数量为4个，在底座I上形成有分别用于固定后两者的第一凹槽4和第二凹槽5，深度均为20mm，第一凹槽4将底座I的上表面分隔为若干相似的正六边形，当条形树脂模具2插入第一凹槽4后，便将底座I上方的空间分隔为正六边形；为了便于连接，在侧板3的底部形成有与第二凹槽5相配合的凸起6，凸起6的高度为20mm。
[0022]条形树脂模具2的截面形状为三叉形，具体分为安装于底座I中间位置的三边等长且各呈120度的标准三叉形模具，以及安装于底座I边界位置的三边不等长且各呈120度的非标准三叉形模具，在本实施例中，标准三叉形模具的各边长为5mm，高度为190mm，底部有20mm插接于第一凹槽4中，当然，具体可根据试块要求灵活调整，不限于此。
[0023]使用过程中，先在各条形树脂模具2的表面、底座I的第一凹槽4和第二凹槽5、以及侧板3上均匀涂刷脱模剂，并在底座I的凹槽内和侧板3相接面上涂上凡士林以防漏浆，再将条形树脂模具2和侧板3竖直插入对应的凹槽中，形成正六边形的孔腔，整体组成一个底部及侧边封闭的材料成型模具。为了防止侧板3松动，还可在其外侧用皮筋进一步加固，这样，相似材料成型模具即组装完毕。
[0024]接着，利用材料填充装置进行相似材料试块的制备，具体操作为:按设计配合比将各种水泥、砂、添加剂和水放入合金材料制成的储料罐7中，接通电源，空气栗8及搅拌叶片9 (由传动轴10带动)工作，将导管11出料口伸至孔腔底部并打开阀门12，利用空气栗8产生的气压将材料缓缓压入孔腔中，一边灌注一边缓慢地使用升降装置提升导管11，依次循环填充所有孔腔，完成材料注入。待各孔腔中相似材料均初凝成型后，缓缓拔出所有条形树脂模具2，各相似材料小尺寸模块之间形成空隙，按配合比将胶结材料放入储料罐7中，接通电源，空气栗8及搅拌叶片9 (由传动轴10带动)工作，将导管11出料口置于空隙处并打开阀门12，用胶结材料填充空隙后放入养护装置后养护规定天数，拆除侧板3和底座I即可得到试验要求尺寸的立方样相似材料试块。
[0025]实施例2
[0026]本实施例的模具装置包括图3、图4所示的相似材料成型模具和图5所示的材料填充装置。其结构和操作方法与实施例1大致相似，区别之处仅在于底座I的形状为圆形，侧板3为两个对称的半圆形侧板3，最终得到的相似材料试块为圆柱样。
[0027]综上，本实用新型通过模具的拼接、组装并结合脱模剂快速制备能够直接用于三轴试验的圆柱样及用于剪切试验的方块样；利用材料填充装置将按配合比拌和好的相似材料添加到模具孔腔里，实现了小尺寸模块的制作和连接过程一体化，能够有效解决传统相似材料试块制备中试样成型不规则、胶结料涂刷不均匀及打磨后的成品试样精度不够等相关问题，同时，通过精确的材料配合比及高精度的成型模具能够有效减小试验中因试样的材料不均匀性和几何形状精度不够造成的误差，提高了力学参数可靠性。
[0028] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置，其特征在于，包括:相似材料成型模具和材料填充装置，所述相似材料成型模具包括:底座、若干条形树脂模具以及侧板，所述底座上形成有第一凹槽和第二凹槽，所述条形树脂模具固定于第一凹槽内并将底座上的空间分隔为若干相似形状，所述侧板固定于第二凹槽中以将底座上方的空间包围；所述材料填充装置包括空气栗、导管、储料罐、设置于储料罐内部的搅拌叶片和传动轴，所述导管与储料罐连通并且导管上设有一阀门。2.根据权利要求1所述的一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置，其特征在于，所述储料罐安装于一固定架上，所述固定架与一升降装置相连。3.根据权利要求1所述的一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置，其特征在于，所述条形树脂模具的截面形状为三叉形，将底座上的空间分隔为若干正六边形。4.根据权利要求1所述的一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置，其特征在于，所述侧板底部形成有与第二凹槽相配合的凸起，凸起高度为20mm。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置，其特征在于，所述底座形状为四方形，所述侧板数量为4个。6.根据权利要求1-4任一项所述的一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置，其特征在于，所述底座形状为圆形，所述侧板数量为2个。7.根据权利要求4所述的一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置，其特征在于，所述储料罐由合金材料制成。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于制备相似材料试块的易拆卸模具装置，包括：相似材料成型模具和材料填充装置，其中，相似材料成型模具包括：底座、若干条形树脂模具以及侧板；材料填充装置包括空气泵、导管、储料罐、设置于储料罐内部的搅拌叶片和传动轴，导管与储料罐连通并且导管上设有一阀门。有益之处在于：本实用新型的模具装置包括相似材料成型模具和材料填充装置，实现了小尺寸相似试样的制作和连接一体化操作，减少了打磨试样的环节，有利于减小因试样的材料不均匀性和几何形状的精度不够造成的误差，提高了力学参数可靠性，在提高试样尺寸精确度的同时大大降低了试验成本。
【IPC分类】G01N1/28
【公开号】CN204855225
【申请号】CN201520530980
【发明人】孙梦成, 王如宾, 王苏生, 林志南, 冉少鹏, 滕志强
【申请人】河海大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月21日