本发明具体涉及一种压杆式测量混凝土脱模性能的装置及方法。
背景技术：
混凝土脱模剂是指在混凝土浇注前涂抹在施工用模板上的一种物质，以使浇注后模板不至于粘在混凝土表面上、不易拆模，或影响混凝土表面的光洁度。其主要作用为在模板与混凝土表面形成一层膜将两者隔离开故又称隔离剂。
目前，我国已制定了混凝土制品用脱模剂标准jc/t949-2005，脱模剂质量评价指标主要考虑匀质性和施工性能，匀质性指的是密度、粘度、ph值、固体含量或稳定性，施工性能指的是干燥成膜时间、脱模性能、耐水性、对钢模具的锈蚀作用、极限使用温度或其他指标。脱模性能是脱模剂施工性能的重要指标，在jc/t949-2005混凝土制品用脱模剂标准中，给出了脱模剂脱模性能试验方法，规定了混凝土配合比、模具、养护方法，标准建议选用了面积较大的100mm×100mm×515mm混凝土收缩试模，也可以使用100mm×100mm×400mm的试模，检测时成型一组试件，共3块，24小时后用铲刀铲下粘附在底模工作面上的混凝土料，收集后用天平称量，计算单位面积的粘附量，试验方法还特别考虑试模底模受力均匀，受其他因素影响小，以底模上的粘附量指标评价脱模性能。
然而，三个试块混凝土的重量要在28kg～38kg范围内波动，需人工拆模，移除混凝土，由于粘附量受拆模方法、使用工具，拆模用力是否均匀等因素的影响，不仅费时费力。采用粘附量的方法不能准确的评价脱模剂间的差异。而混凝土制品脱模阻力的大小，脱模的难易程度及脱模后混凝土的质量是由混凝土与脱模剂之间的粘结力决定的，采用测量粘结力的方法，更能准确可靠的评价脱模剂的脱模性能。
日本y.ohama等在《evaluationofperformanceofmold-releasingagentsforpolyesterresinconcrete》一文指出，聚合物混凝土成型在半圆柱形试模内，由于聚合物混凝土巨大的干缩导致与模具的分离，是无法获得粘结拉应力和剪切应力的，另外在聚合物混凝土插入涂刷脱模剂的钢棒和钢板，也是由于干缩无法获得脱模效果的评价，最后作者指出利用自动伺服万能试验机可以测得剪切应力或粘结拉应力，指出可以很好地评价脱模剂的性能。电液伺服万能试验机价格昂贵，操作复杂，另外，对于混凝土与模板间较低的粘结力，利用电液伺服万能试验机测定粘结拉应力和粘结剪切应力，试验模具及仪器精度都需要重新设计与考虑。费用高，设备复杂。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种压杆式测量混凝土脱模性能的装置及方法，以解决现有的混凝土脱模性能评价方法存在不够准确、操作费时费力、设备复杂且造价高的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种压杆式测量混凝土脱模性能的装置，它包括底座、立柱、压杆、施压件、压力传感器、传力杆、丝堵和混凝土模具，所述底座水平设置，立柱竖直设置在底座上且其下端与立柱固定连接，底座上加工有配合混凝土模具的安装孔，所述混凝土模具包括外套管、上压板、下压板、内套管、上盖和下盖，外套管的外壁上设置有与安装孔相配合的凸肩，外套管通过凸肩卡接在底座的安装孔上，内套管处于外套管的内部且二者同轴设置，外套管和内套管之间设置有混凝土，上压板和下压板分别设置在外套管的两端，外套管的上端可拆卸连接有上盖，外套管的下端可拆卸连接有下盖，丝堵分别与上压板或下压板可拆卸连接，传力杆的下端与丝堵的顶面相贴紧，传力杆的上端通过压力传感器与施压件的下端相连接，施压件的上端可拆卸连接在压杆上，压杆的一端铰接在立柱上，压杆的另一端为施力端。
作为优选方案，施压件包括连接杆和圆弧盖，连接杆的一端可拆卸连接在压杆上，连接杆的另一端设置有圆弧盖，圆弧盖的弧形端朝向压杆凹陷。
作为优选方案，上压板沿其厚度方向加工有第一通孔，第一通孔的内壁加工有第一内螺纹，下压板沿其厚度方向加工有第二通孔，第二通孔的内壁上加工有第二内螺纹，丝堵的外壁上加工有分别与第一内螺纹和第二内螺纹相配合的外螺纹，当丝堵与第二通孔螺纹连接时，传力杆通过丝堵下压下压板；当丝堵与第一通孔螺纹连接时，传力杆通过丝堵下压上压板。
作为优选方案，安装孔和第二通孔均为阶梯孔，安装孔包括第一下孔和第一上孔，第一下孔和第一上孔同轴连通设置，第一下孔和第一上孔的内径从下至上依次缩减，第二通孔包括括第二下孔和第二上孔，第二下孔和第二上孔同轴连通设置，第二下孔和第二上孔的内径从下至上依次缩减，第二下孔的内壁上加工有配合丝堵的第二内螺纹，第二上孔与传力杆相配合设置。
利用具体实施方式一实现的一种压杆式测量混凝土脱模性能的方法，将混凝土模具与下盖连接，将上压板、下压板及外套管的内壁涂刷脱模剂，分别称取下压板和上压板的初始重量为g0和gn，将下压板和内套管依次安装在外套管中，将外套管和内套管之间装满混凝土，振捣密实，将上压板安装在混凝土用模具中压住混凝土，再用上盖和下盖分别压紧在混凝土用模具的两端，保证上压板和下压板分别与混凝土用模具内的混凝土相粘结，在标准养护条件下养护至少24小时；
养护后，将上盖和下盖从外套管上拆卸下来，将下压板的第二通孔处安装丝堵后通过凸肩放置在底座上，将传力杆的下端穿过内套管与丝堵相贴紧，传力杆的上端加工有放置压力传感器的限位槽，手压压杆的施力端，垂直向下施加压力，此时记录压力传感器上的测量到的读数最大值为f，加上压力传感器和传力杆的重量后为f1，f1+g0为下压板与混凝土间的第一粘结力，测量并记录下压板的面积为s1，下压板与混凝土之间的第一粘结拉应力σt，σt＝(f1+g0)/s1；取下下压板，再次称量下压板的重量g1，△g＝g1-g0即为下压板上混凝土的粘附量，用△g/s1表示单位面积混凝土的粘附量来评价脱模剂的性能；
然后，将传力杆拔出，丝堵从第二通孔上拆卸下来，将混凝土模具倒置，使上压板处于安装孔内，再将丝堵可拆卸连接在第一通孔处，传力杆穿过第二通孔并与丝堵的上端相贴紧，再次手压压杆的施力端，垂直向下施加压力，此时记录压力传感器上的测量到的读数最大值为f，加上压力传感器和传力杆的重量后为f2，f2+gn为上压板与混凝土间的第二粘结拉应力σt，测量并记录上压板的面积为s2，上压板与混凝土之间的第二粘结拉应力σt，σt＝(f2+gn)/s2；取下上压板，再次称量上压板的重量g2，△g＝g2-gn即为上压板上混凝土的粘附量，用△g/s2表示单位面积混凝土的粘附量来评价脱模剂的性能。将一粘结拉应力σt和第二粘结拉应力σt取平均值作为模具—混凝土粘结抗拉强度σ试验值，将△g/s1和△g/s2取平均值作为单位面积混凝土粘附量△g/s的测试值。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明中压杆、施压件、压力传感器和传力杆相互配合有效简化了对混凝土模具的施力结构，施力方式简单且易操作，有效简化测量过程的步骤，提高测量的效率，施力为单一压力方式，施力效果更加直接，使测量并获取的数据更加准确。
2、本发明克服现有的粘附量测定方法受拆模工具、操作过程用力不匀等因素的导致的脱模性能不准确的问题，本发明测量结构简单且合理，测量方法易操作且准确可靠。
3、本发明结构简单且操作直接可靠，能够克服现有利用电液伺服万能试验机测量模具与样品间粘结拉应力和粘结剪切应力中设备昂贵、试验模具复杂以及造价高的问题。通过本发明样品试验得出，本发明的造价低于400元。
4、本发明设计简单、造价低、操作容易，不仅可以同时获得混凝土模具与样品间的粘结抗拉强度、单位面积混凝土的粘附量，还能够通过一个测量模具获得两组模具—混凝土粘结抗拉强度、单位面积混凝土的粘附量数据，测量过程全面、准确、省时且省力，有效节省测量人员的时间和精力，提升测量凝土脱模性能的工作效率，降低测量的凝土脱模性能的难度。
附图说明
图1是本发明的主视结构剖面示意图；
图2是底座1的主视结构剖面示意图；
图3是施压件4的主视结构剖面示意图；
图4是混凝土模具的主视结构剖面示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
具体实施方式一：结合图1、图2、图3和图4说明本实施方式，本实施方式包括底座1、立柱2、压杆3、施压件4、压力传感器5、传力杆6、丝堵13和混凝土模具，所述底座1水平设置，立柱2竖直设置在底座1上且其下端与立柱2固定连接，底座1上加工有配合混凝土模具的安装孔9，所述混凝土模具包括外套管8-1、上压板8-2、下压板8-3、内套管8-4、上盖8-5和下盖8-6，外套管8-1的外壁上设置有与安装孔9相配合的凸肩10，外套管8-1通过凸肩10卡接在底座1的安装孔9上，内套管8-4处于外套管8-1的内部且二者同轴设置，外套管8-1和内套管8-4之间设置有混凝土，上压板8-2和下压板8-3分别设置在外套管8-1的两端，外套管8-1的上端可拆卸连接有上盖8-5，外套管8-1的下端可拆卸连接有下盖8-6，丝堵13分别与上压板8-2或下压板8-3可拆卸连接，传力杆6的下端与丝堵13的顶面相贴紧，传力杆6的上端通过压力传感器5与施压件4的下端相连接，施压件4的上端可拆卸连接在压杆3上，压杆3的一端铰接在立柱2上，压杆3的另一端为施力端。
本实施方式中压杆3沿立柱2轴向方向截取的横截面的形状为正方形。如此设置能够使施压件4穿过压杆3后的上端用螺帽连接时接触好、稳定可靠。
本实施方式中压力传感器5为现有市场可售产品，其为一种测力计，其工作原理与现有技术相同。
本实施方式中传力杆6为现有轻质高强材料制成的杆体。
具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，施压件4包括连接杆4-1和圆弧盖4-2，连接杆4-1的一端可拆卸连接在压杆3上，连接杆4-1的另一端设置有圆弧盖4-2，圆弧盖4-2的弧形端的弯曲方向为朝向压杆凹陷。施压件4设置成弧形螺钉是保证压杆3在受力过程中，施压件4始终与压力传感器5接触良好并沿竖直的方向向下施力。
具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定，上压板8-2沿其厚度方向加工有第一通孔11，第一通孔11的内壁加工有第一内螺纹，下压板8-3沿其厚度方向加工有第二通孔12，第二通孔12的内壁上加工有第二内螺纹，丝堵13的外壁上加工有分别与第一内螺纹和第二内螺纹相配合的外螺纹，丝堵13可拆卸连接在第二通孔12处，当传力杆6穿过第一通孔11时，丝堵13的上端与传力杆6的下端相贴紧。
具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一、二或三的进一步限定，安装孔9和第二通孔12均为阶梯孔，安装孔9包括第一下孔9-1和第一上孔9-2，第一下孔9-1和第一上孔9-2同轴连通设置，第一下孔9-1和第一上孔9-2的内径从下至上依次缩减，第二通孔12包括第二下孔和第二上孔，第二下孔和第二上孔同轴连通设置，第二下孔和第二上孔的内径从下至上依次缩减，第二下孔的内壁上加工有配合丝堵13的第二内螺纹，第二上孔与传力杆6相配合设置。
本实施方式中第一通孔11的结构与第二通孔12的结构相同，二者对称设置，第二通孔12的形状设置有利于同时配合丝堵13和传力杆6，既能够与丝堵13实现有效连接，还能够为传力杆6提供穿过通道，同理于第一通孔11的形状设置。此外安装孔9的形状设置是为了能够配合下盖8-6和混凝土模具，使二者相对位置定位准确且连接稳定。同时安装孔9的形状设置还方便混凝土模具的装卸。
具体实施方式五：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式中首先将混凝土模具与下盖8-6连接，将上压板8-2、下压板8-3及外套管8-1的内壁涂刷脱模剂，分别称取下压板8-3和上压板8-2的初始重量为g0和gn，将下压板8-3和内套管8-4依次安装在外套管8-1中，将外套管8-1和内套管8-4之间装满混凝土，振捣密实，将上压板8-2安装在混凝土用模具中压住混凝土，再用上盖8-5和下盖8-6分别压紧在混凝土用模具的两端，保证上压板8-2和下压板8-3分别与混凝土用模具内的混凝土相粘结，在标准养护条件下养护至少24小时；
养护后，将上盖8-5和下盖8-6从外套管8-1上拆卸下来，将下压板8-3的第二通孔12处安装丝堵13后通过凸肩10放置在底座1上，将传力杆6的下端穿过内套管8-4与丝堵13相接触，传力杆6的上端加工有放置压力传感器5的限位槽，手压压杆3的施力端，垂直向下施加压力，此时记录压力传感器5上的测量到的读数最大值为f，加上压力传感器5和传力杆6的重量后为f1，f1+g0为下压板8-3与混凝土间的第一粘结力，测量并记录下压板8-3的面积为s1，下压板8-3与混凝土之间的第一粘结拉应力σt，σt＝(f1+g0)/s1；取下下压板8-3，再次称量下压板8-3的重量g1，△g＝g1-g0即为下压板8-3上混凝土的粘附量，用△g/s1表示单位面积混凝土的粘附量来评价脱模剂的性能；
然后，将传力杆6的下端与丝堵13相分离，将混凝土模具倒置，使上压板8-2处于安装孔9内，丝堵13可拆卸连接在第一通孔11处，传力杆6穿过第二通孔12并与丝堵13的上端相贴紧，再次手压压杆3的施力端，垂直向下施加压力，此时记录压力传感器5上的测量到的读数最大值为f，加上压力传感器5和传力杆6的重量后为f2，f2+gn为上压板8-2与混凝土间的第二粘结拉应力σt，测量并记录上压板8-2的面积为s2，上压板8-2与混凝土之间的第二粘结拉应力σt，σt＝(f2+gn)/s2；取下上压板8-2，再次称量上压板8-2的重量g2，△g＝g2-gn即为上压板8-2上混凝土的粘附量，用△g/s2表示单位面积混凝土的粘附量来评价脱模剂的性能。将一粘结拉应力σt和第二粘结拉应力σt取平均值作为模具—混凝土粘结抗拉强度σ试验值，将△g/s1和△g/s2取平均值作为单位面积混凝土粘附量△g/s的测试值。
本发明参照混凝土制品用脱模剂标准jc/t949—2005的要求，当△g/s<5g/m2，均能顺利脱模，棱角完整，表面光滑，符合要求。依据现有研究结果模具—混凝土粘结抗拉强度σ≤1.2×10-3mpa表明混凝土脱模性能佳。
实施例一：混凝土模具中外套管8-1为一带凸肩10的钢管，其内径为200mm，高度为100mm，内套管8-4的外径为50mm，压力传感器5和传力杆6的重量总和为0.75kg，首先将混凝土模具与下盖8-6连接，将上压板8-2、下压板8-3和外套管8-1的内壁涂刷脱模剂，分别称取下压板8-3和上压板8-2的初始重量为g0＝1.155kg和gn＝1.157kg，将下压板8-3和内套管8-4依次安装在外套管8-1中，将外套管8-1和内套管8-4之间装满混凝土，振捣密实，将上压板8-2安装在混凝土用模具中压住混凝土，再用上盖8-5和下盖8-6分别压紧在混凝土用模具的两端，保证上压板8-2和下压板8-3分别与混凝土用模具内的混凝土相粘结，在标准养护条件下养护至少24小时；
养护后，将上盖8-5和下盖8-6从外套管8-1上拆卸下来，将下压板8-3的第二通孔12处安装丝堵13后通过凸肩10放置在底座1上，将传力杆6的下端穿过内套管8-4与丝堵13相接触，传力杆6的上端加工有放置压力传感器5的限位槽，手压压杆3的施力端，垂直向下施加压力，此时记录压力传感器5上的测量到的读数最大值为f，f＝15.262n扣除压力传感器5和传力杆6的重量后为f1＝15.262+0.75×9.8＝22.612，下压板8-3与混凝土间的第一粘结力f1+g0＝33.931n，测量并记录下压板8-3的面积为s1＝29437.5mm2，下压板8-3与混凝土之间的第一粘结拉应力σt，σt＝(f1+g0)/s1＝1.15×10-3mpa；取下下压板8-3，再次称量下压板8-3的重量g1＝1.1551kg，△g＝g1-g0＝0.0001kg即为下压板8-3上混凝土的粘附量，单位面积混凝土的粘附量△g/s1＝3.4g/m2。
然后，将传力杆6的下端与丝堵13相分离，将混凝土模具倒置，使上压板8-2处于安装孔9内，丝堵13可拆卸连接在第一通孔11处，传力杆6穿过第二通孔12并与丝堵13的上端相贴紧，再次手压压杆3的施力端，垂直向下施加压力，此时记录压力传感器5上的测量到的读数最大值为f＝14.421n，加上压力传感器5和传力杆6的重量后为f2＝14.421+0.75×9.8＝21.771n，f2+gn＝21.771+1.157×9.8＝33.11n为上压板8-2与混凝土间的第二粘结拉应力σt，测量并记录上压板8-2的面积为s2＝29437.5mm2，上压板8-2与混凝土之间的第二粘结拉应力σt，σt＝(f2+gn)/s2＝1.12×10-3mpa；取下上压板8-2，再次称量上压板8-2的重量g2＝1.1570kg，△g＝g2-gn＝0即为上压板8-2上混凝土的粘附量，单位面积混凝土的粘附量△g/s2表示来评价脱模剂的性能。
将一粘结拉应力σt和第二粘结拉应力σt取平均值作为模具—混凝土粘结抗拉强度σ试验值，σ＝(σt+σt)/2＝1.135×10-3mpa,将△g/s1和△g/s2取平均值作为单位面积混凝土粘附量△g/s的测试值,△g/s＝△g/s1+△g/s2＝3.4/2＝1.75g/m2,由于σ≤1.2×10-3mpa，△g/s<5g/m2表明示该脱模剂的脱模性能好。