专利名称：水泥砂浆粘结拉拔试验夹具及成型模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测试水泥砂浆与基体材料粘结抗拉性能的夹具及成型模具。
二.
背景技术：
水泥砂浆是一种常用的抹面、砌筑及非结构性补强材料，其与基体材料的粘结性能是决定其应用效果优劣的关键指标之一。目前国内不同的研究机构对砂浆的粘结性能进行测试时所采用的方法存在较大的差异，国内不同的试验规程对砂浆的粘结性能试验也有不同的规定。
国内部分试验规程及学者所采用的砂浆粘结试验形式如下 1、《环氧砂浆技术规程》DL/T 5193-2004采用“8”字形试件及对应夹具、仪器进行。将半个“8”字形水泥砂浆块放入涂有脱模剂的“8″字形试模中，在试模另一半分两层浇入新拌砂浆，插捣并抹平表面。试件养护至一定的令期后，在万能试验机上做拉伸试验。
2、《聚合物改性水泥砂浆试验规程》DL/T 5126-2001采用正方形试件进行粘结试验。成型试模为可装卸的金属试模，分上下两层。基体底块尺寸为70mm×70mm×20mm，上部砂浆试件尺寸为40mm×40mm×40mm，两者之间有连接扣连接。上部夹具为40mm×40mm×40mm的钢板，正中间有直径为9mm的钢制连杆，通过黏合剂与下面的砂浆试件相连，对正位置不得歪斜，在试验室内静置24h；之后，把钢制垫板(其厚度为3mm，内边长为43mm，外边长为68mm的正方形环)中部放在基底砂浆试件上，再把试件嵌入下面的拉伸夹具中。
3、国内部分学者所采用的水泥砂浆粘结试验的形式 学者李振东等，将普通砂浆试块截成尺寸为40mm×40mm×80mm小试块固定在尺寸为40mm×40mm×160mm的模子一端，另一端则浇注新拌的改性砂浆，然后振动密实，形成新老砂浆的界面粘结，采用抗折方法进行粘结强度测试。它只能间接地反应材料的粘结抗拉性能。
学者李芳，王培铭将已成型好的尺寸为250mm×250mm×50mm的混凝土块，上表面用钢刷刷毛，湿气养护至28d，在上表面涂抹厚度为10mm的砂浆层，在空气中养护至90d，用SHJ-40型饰面砖粘结强度及混凝土强度检测仪测定粘结强度。该方法要求事先用环氧胶进行夹具与试件的粘结。
学者田甜将砂浆成型为70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方体试件，养护到龄期后将其切割、打磨成70mm×70mm×20mm的试块，将经过具体试验要求处理过的基底块上部安装40mm×40mm×10mm的试模，一次性装入改性砂浆，(24±2)h后拆模，按具体的试验要求养护至规定龄期测试粘结强度。这种粘结试验是按照DL/T 51262-2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》进行的。
河海大学吴燕华，参照《水工混凝土试验规程》DL/T 5150-2001采用“8”字形试件，将先期制作的普通水泥砂浆试件拉断成两半，作为老砂浆，另一半成型聚氨酯水泥砂浆，养护至龄期后，用电动抗折试验机进行粘结试验；为了比较他还采用棱柱体进行粘结试验方法与上述学者李振东等试验方法相同。
吴敬龙采用中间截面为40mm×40mm的八字模，材料加工成截面约为40mm×40mm的正方形，厚度为10mm～20mm进行粘结试验。
华南理工大学彭春元参照日本材料科学协会制定的非结构用聚合物水泥砂浆的标准试验方法进行了粘结试验的设计，具体操作与上述学者李振东等试验方法相同，成型后养护至龄期，通过抗折的方法测其粘结强度。
4、目前砂浆粘结试验方法存在的问题 综合上述可以看出，国内不同的研究机构对砂浆的粘结性能进行测试时所采用的方法存在较大的差异，不同方法测试结果可比性较差。国内不同的试验规程对砂浆的粘结性能试验也有不同的规定。
《环氧砂浆技术规程》DL/T 5193-2004所采用的“8”字形试件进行试验时存在应力集中的问题，且因其粘结面积太小，如果将其用于砂浆与混凝土的粘结性能试验，使这一问题更加突出，离散性进一步增加且这种试验方法不能用于施工现场的既有混凝土的粘结性能试验。
《聚合物改性水泥砂浆试验规程》DL/T 5126-2001采用的正方形试件较前者应力集中现象有所缓解，受力面积有所增大，其所测强度的离散性相对减小。但采用这种方式进行粘结试验时，要将夹具与被拉拔的砂浆试件用黏合剂粘结，为了更好的对中，要先将砂浆试件表面进行整平处理，在这个过程中容易造成黏结面的局部损害，且要求试件表面处理的平整度高，不然很难保证拉拔的对中，这将使得劳动强度大、工作效率低，且黏合剂成本高，对工作人员身体造成危害，同时对环境产生污染，另外，其固化时间及粘结强度受环境温度影响较大，工作进度很难保证，如果强度不高时便进行试验，会出现脱胶现象，再次粘结进行试验时，其所测强度必然受到前次拉拔的影响而偏低。在试验量大的情况下便需要很多这样的夹具，夹具的清理很麻烦，试验成本也会进一步提高。
其他学者所使用的试验方法也普遍存在着基体材料加工困难、劳动强度大、试验周期长且不能在施工现场的既有混凝土测试面上做粘结性能试验。
由上述分析可以看到，目前水泥砂浆粘结试验中存在着工作效率低、劳动强度大、成本高且不能在施工现场既有混凝土测试面上进行粘结拉拔测试等问题。
三.
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工作效率高、降低劳动强度、无污染且成本较低、并适用于施工工地既有基体材料粘结性能测试的水泥砂浆粘结拉拔试验夹具及其成型模具。
本发明为解决技术问题所采取的技术方案是 一种水泥砂浆粘结拉拔试验夹具，含有夹具环，所述夹具环上端面的中心处设置有螺栓孔，以便与拉拔仪器的传力螺栓连接，所示夹具环的圆环壁上设置有轴线平行且在一个水平面上的两个销栓孔，两个所述销栓孔中均设置有销栓，该销栓与所示销栓孔为间隙配合。
所示销栓的一端为圆台状。
一种水泥砂浆粘结拉拔试验成型模具，含有成型环和环箍，所述成型环由两个半圆环钢件构成，所述两个半圆环钢件的对接面上分别设置有对位卡槽，所述两个半圆环钢件的内壁上分别设置有一个成槽管件，两个成槽管件的形状和位置与水泥砂浆粘结拉拔试验夹具的夹具环上的两个销栓孔相匹配；所述环箍为两半式结构，其交接面分别设置有销栓孔片，上下对应的销栓孔片通过销栓插接在一起，所述环箍套固在所述成型环的圆环外表面上。
所述环箍的两个半圆形构件的对接面上设置有环箍耳。
本发明的有益效果是 1、本发明所对应的试件为粘结面规整的圆形截面，且面积相对较大，减小了因试件的断面小而产生的应力集中和试验数据离散性大的现象。
2、本发明不需要黏结剂，所以夹具在测试一个试件之后不需要进行去固化胶的繁重清理工序，减少了试验环节，提高工作效率且不会造成环境污染，成型模具及拉拔夹具是可重复利用的，且不使用黏结剂，使试验成本大为降低。
3、本发明因为对基体材料仅需作表面粗糙度处理，不需要精细加工，减轻了劳动强度节省了劳动时间，所以工作进度得到了保证。
4、本发明所具有的便携特性使其用于施工工地既有基体材料粘结性能的测试成为可能。
5、本发明不仅适用普通水泥砂浆粘结性能试验，也适用于各种改性水泥砂浆粘结性能测试。
四.
图1为水泥砂浆粘结拉拔试验夹具的结构示意图； 图2为图1所示水泥砂浆粘结拉拔试验夹具的俯视图； 图3为销栓的结构示意图； 图4为图3所示销栓的右视图； 图5为水泥砂浆粘结拉拔试验成型模具的结构示意图； 图6为图5所示水泥砂浆粘结拉拔试验成型模具的俯视图。
五.
具体实施例方式 实施例参见图1-图2，图中，1-夹具环，2-螺栓孔，3-销栓孔，4-销栓，11-成型环，12-环箍，13-成槽管件，14-销栓，15-销栓孔片，16-环箍耳，17-对位卡槽。
水泥砂浆粘结拉拔试验夹具含有夹具环1，夹具环1上端面的中心处设置有螺栓孔2，以便与拉拔仪器的传力螺栓连接，夹具环1的圆环壁上设置有轴线平行且在一个水平面上的两个销栓孔3，两个销栓孔3中均设置有销栓4，该销栓4与销栓孔3为间隙配合，销栓4的一端为圆台状。
水泥砂浆粘结拉拔试验成型模具含有成型环11和环箍12，成型环11由两个半圆环钢件构成，两个半圆环钢件的对接面上分别设置有对位卡槽17，两个半圆环钢件的内壁上分别设置有一个成槽管件13，两个成槽管件13的形状和位置与水泥砂浆粘结拉拔试验夹具的夹具环1上的两个销栓孔3相匹配；环箍12为两半式结构，其交接面分别设置有销栓孔片15，上下对应的销栓孔片15通过销栓14插接在一起，环箍12套固在成型环11的圆环外测面上。环箍12的两个半圆形构件的对接面上设置有环箍耳16。
本发明水泥砂浆粘结拉拔夹具及成型模具是由钢材制作，是和国产(SHJ-40型)饰面砖粘结及混凝土强度检测仪配合使用的，也适合其他型号的多功能拉拔检测仪。其使用方法是 水泥砂浆粘结拉拔试验夹具及成型模具实施方式主要分为两个步骤一是水泥砂浆粘结试件的成型，试件成型时在成型模具的成型环11内侧涂抹脱模剂后，把成型模具组装一起，放于已进行表面处理的基体材料表面，将拌制好的水泥砂浆分二次注入成型环11中，用直径为6-8mm的钢棒插捣密实，之后进行表面抹平，24h后拆模(拔出两侧销栓14，轻轻将成型环向左右两侧水平分开)，养护至试验龄期进行粘结拉拔试验。二是采用饰面砖粘结及混凝土强度检测仪(SHJ-40型)及本拉拔夹具进行试验，将夹具环1扣于水泥砂浆试件上，将两侧销栓4插入并卡于砂浆试件的两侧凹槽中，用饰面砖粘结及混凝土强度检测仪(SHJ-40型)的螺栓与夹具环1的传力螺栓的螺栓孔2相连，启动饰面砖粘结及混凝土强度检测仪(SHJ-40型)对粘结试件进行加载至试件粘结面破坏并读出拉拔力的测试值。
粘结拉拔夹具应用实例 采用本发明的水泥砂浆粘结拉拔试验夹具及成型模具，郑州大学河南省工程材料与水工结构重点实验室对水性环氧树脂乳液改性水泥砂浆与混凝土的粘结进行了试验研究且取得了满意的试验研究成果。下面的应用实例仅是试验研究的部分数据。混凝土基体材料表面处理，采用钢丝刷刷毛处理使表面粗糙度基本处于同一水平上。试验考虑了水胶比、聚胶比、砂胶比三个影响因素，按正交设计方法设计了16组，每组3个试件。试验结果见表1。
表1粘结试验结果表
注表中强度单位为MPa。
对表中数据计算知，在这16组试验结果中，除2、5、10和11四组外，其余12组中均能保证至少有两个强度值与三个值平均值的差值与该平均值的比值在15％以内。试验所得数据的离散性相对较小。若按照《聚合物改性水泥砂浆试验规程》每组进行5个试件的拉拔试验，试验所得数据的离散性会更小。
影响粘结强度离散性大小的因素很多，如基体材料表面处理的不均匀程度，砂浆本身的不均匀程度等，试验仪器的稳定性及试验夹具的可靠性也是对试验数据离散程度产生一定影响的因素。通过上述试验数据的初步分析认为采用本发明试验夹具进行砂浆与基体材料的粘结拉拔试验是可行的。
权利要求
1.一种水泥砂浆粘结拉拔试验夹具，含有夹具环，其特征是所述夹具环上端面的中心处设置有螺栓孔，以便与拉拔仪器的传力螺栓连接，所述夹具环的圆环壁上设置有轴线平行且在一个水平面上的两个销栓孔，两个所述销栓孔中均设置有销栓，该销栓与所示销栓孔为间隙配合。
2.根据权利要求1所述的水泥砂浆粘结拉拔试验夹具，其特征是所述销栓的一端为圆台状。
3.一种水泥砂浆粘结拉拔试验成型模具，含有成型环和环箍，其特征是所述成型环由两个半圆环钢件构成，所述两个半圆环钢件的对接面上分别设置有对位卡槽，所述两个半圆环钢件的内壁上分别设置有一个成槽管件，两个成槽管件的形状和位置与水泥砂浆粘结拉拔试验夹具的夹具环上的两个销栓孔相匹配；所述环箍为两半式结构，其交接面分别设置有销栓孔片，上下对应的销栓孔片通过销栓插接在一起，所述环箍套固在所述成型环的圆环外表面上。
4.根据权利要求3所述的水泥砂浆粘结拉拔试验成型模具，其特征是所述环箍的两个半圆形构件的对接面上设置有环箍耳。
全文摘要
本发明公开了一种水泥砂浆粘结拉拔试验夹具及成型模具，该夹具含有夹具环，所述夹具环上端面的中心处设置有螺栓孔，所示夹具环的圆环壁上设置有轴线平行且在一个水平面上的两个销栓孔，两个所述销栓孔中均设置有销栓。该成型模具含有成型环和环箍，所述成型环由两个半圆环钢件构成，所述两个半圆环钢件的对接面上分别设置有对位卡槽，所述两个半圆环钢件的内壁上分别设置有一个成槽管件；所述环箍为两半式结构，其交接面分别设置有销栓孔片，上下对应的销栓孔片通过销栓插接在一起，所述环箍套固在所述成型环的圆环外测面上。本发明工作效率高、降低劳动强度、无污染且成本较低，并且能够适用于施工工地既有基体材料粘结性能的测试。
文档编号G01N19/04GK101762459SQ20101010155
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者高丹盈, 张启明, 徐洪涛, 程红强 申请人:郑州大学