一种干硬性混凝土抗裂测试装置的制作方法

本实用新型涉及混凝土抗裂测试技术领域，具体涉及一种干硬性混凝土抗裂测试装置。

背景技术：

水泥混凝土道面是我国最主要的道面结构形式，根据我国多个机场的水泥道面的检测数据统计，目前大部分水泥道面都无法达到30年的设计年限，平均寿命一般为15-20年，有的甚至新建后2-3年就出现道面破坏。道面早期角隅断裂、断板、掉边掉角等现象常常发生，严重威胁飞行安全。其根本原因在于当前机场道面建设中传统的机场道面干硬性混凝土材料是准脆性材料，容易开裂，影响机场跑道耐久性、使用安全性。

测试评价机场道面干硬性混凝土的开裂性能，不仅要测试混凝土在自由状态下的变形性能，还应测试混凝土在约束条件下的变形性能，后者更接近混凝土在机场实际工程中的使用状况。目前，国内外检验评价混凝土在约束条件下开裂性能的方法主要是圆环法、平板法和棱柱体法。圆环试验方法主要问题是，测试时间长，敏感性差，采用圆环法测试时，试件通常要经过较长时间才会出现初始裂缝，有时甚至因敏感性差而不会出现；平板法存在的主要问题是试模制作要求高，可重复性差，结果统计处理复杂，因裂缝产生的无规律性使得无法精确对混凝土开裂进行评价，使其在裂缝的量化与后期处理方面存在不足；棱柱体法方法存在的主要问题是，不便于进行现场检测，且仪器灵敏度要求高，造价较高。

相对其他行业，目前民航机场道面采用的干硬性混凝土具有水泥用量少、水灰比小等特点，上述三种开裂测试方法成型试件常常不开裂，不能进行量化表征，近年项目团队研发的哑铃型抗裂测试设备虽然大部分时候能够较好量化表征机场干硬性混凝土，但针对抗开裂性能较好的机场干硬性混凝土，也会出现混凝土都不开裂的现象，从而不能全面表征所有机场干硬性混凝土的质量和性质。

技术实现要素：

(一)本实用新型所要解决的技术问题是：现有的抗裂测试设备裂缝出现不规律甚至不出现裂缝，导致混凝土抗裂性能测量困难。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种干硬性混凝土抗裂测试装置，包括模具本体、诱导刀口和测量显微镜组件，所述模具本体内形成一个上端开口的容纳腔，所述容纳腔包括通过缩口连通的第一腔体和第二腔体，所述缩口处的宽度为第一腔体和第二腔体内的最小宽度位置，所述诱导刀口安装在所述缩口处，所述测量显微镜组件位于所述诱导刀口的上侧。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的干硬性混凝土抗裂测试装置，包括模具本体、诱导刀口和测量显微镜组件，所述模具本体内形成上端开口的容纳腔，且所述容纳腔内设有缩口，所述缩口处设有诱导刀口，这样在向容纳腔内浇筑混凝土时，混凝土由于硬化时收缩，混凝土受到侧板约束，导致混凝土在刀口处应力集中，因此在容纳腔内的混凝土硬化收缩时，缩口处受到的应力更容易出现裂痕或裂缝，解决了现有的混凝土开裂性能测试设备，因混凝土初始裂缝出现时间长甚至不出现，导致的混凝土开裂性能测量困难的问题；并且由于在所述缩口处设置有诱导刀口，因此能够进一步增加缩口处出现裂缝的可能，确保混凝土硬化时出现裂缝，保证混凝土开裂性能测试的测量效率；同时在所述诱导刀口上侧设有测量显微镜组件，所述测量显微镜组件能够准确直观的测量出裂缝开裂的宽度、长度等信息，因裂缝产生的位置固定，因此通过显微镜组件能够精确的测量，现场检测更加方便。

进一步地，所述第一腔体和所述第二腔体关于所述缩口轴对称；所述第一腔体的宽度由所述缩口的一端至相对的另一端逐渐增大；所述第二腔体的宽度由所述缩口的一端至相对的另一端逐渐增大。

进一步地，所述模具本体包括底板及固定在所述底板上的两块侧板和两块端部挡板，两块所述端部挡板关于所述诱导刀口对称设置，其中一块所述侧板的两端分别与两块所述端部挡板的一端相连，另一端所述侧板的两端分别与两块所述端部挡板的另一端相连，所述底板、两块所述侧板和两块所述端部挡板之间围成上端开口的所述容纳腔。

进一步地，所述侧板呈V形状，两个V形状的所述侧板相对设置，两个所述端部挡板分别与两个所述侧板的端部相，底板、两个所述侧板和两个所述端部挡板之间围成蝴蝶结状的所述容纳腔。

进一步地，所述侧板包括第一横板和第一竖板，所述第一竖板的下端与所述第一横板的一端垂直连接，所述第一横板的另一端位于所述容纳腔的外侧，所述侧板通过第一横板与所述底板可拆卸连接。

进一步地，所述端部挡板包括第二横板和第二竖板，所述第二竖板的下端与所述第二横板的一端垂直连接，所述第二横板的另一端位于所述容纳腔的外侧，所述端部挡板通过第二横板与所述底板可拆卸连接。

进一步地，所述第二竖板的上端连接有扶手板，所述第二竖板的两侧分别设有限位板，所述限位板与所述第二竖板垂直连接。

进一步地，所述干硬性混凝土抗裂测试装置还包括吊环螺栓，每个所述第一横板和所述第二横板均通过吊环螺栓与所述底板可拆卸连接。

进一步地，所述干硬性混凝土抗裂测试装置还包括定位销，

所述第一横板与所述底板上对应设有定位孔，所述定位孔与所述定位销一一对应配合。

进一步地，所述测量显微镜组件包括显微镜本体和固定架；所述固定架包括第三横板和两个第三竖板，所述第三横板的两端分别与两个所述第三竖板的上端垂直连接，两个所述第三竖板的下端均与所述底板的上端面相连，且所述第三竖板位于所述容纳腔的外侧；

所述显微镜本体安装在所述第三横板上，所述第三横板位于所述诱导刀口的上侧，所述第三横板上设有长条形孔，所述显微镜本体能够在所述长条形孔内滑动。

附图说明

本实用新型上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型中所述干硬性混凝土抗裂测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型中所述底板的结构示意图；

图3为本实用新型中所述侧板的结构示意图；

图4为本实用新型中所述端部挡板的结构示意图；

图5为本实用新型中所述诱导刀口的结构示意图；

图6为本实用新型中所述吊环螺栓的结构示意图；

图7为本实用新型中所述测量显微镜组件的结构示意图。

其中图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1、侧板，11、第一横板，12、第一竖板，2、底板，21、定位孔，22、螺纹孔，3、端部挡板，31、肋板，32、第二横板，33、第二竖板，34、扶手板，35、限位板，4、测量显微镜组件，41、显微镜本体，42、固定架， 421、第三横板，422、第三竖板，423、长条形孔，5、诱导刀口，6、定位销，7、吊环螺栓，8、容纳腔，81、缩口。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1至图7所示，本实用新型提供了一种干硬性混凝土抗裂测试装置，包括模具本体、诱导刀口5和测量显微镜组件4，所述模具本体内形成一个上端开口的容纳腔8，所述容纳腔8包括通过缩口81连通的第一腔体和第二腔体，所述缩口81处的宽度为第一腔体和第二腔体内的最小宽度位置，所述诱导刀口5安装在所述缩口81处，所述测量显微镜组件4位于所述诱导刀口5的上侧。

本实用新型提供的干硬性混凝土抗裂测试装置，包括模具本体、诱导刀口5和测量显微镜组件4，所述模具本体内形成上端开口的容纳腔8，且所述容纳腔8内设有缩口81，所述缩口81处设有诱导刀口5，这样在向容纳腔8内浇筑混凝土时，混凝土由于硬化时收缩，受到侧板1约束，导致混凝土在诱导刀口5处应力集中，因此在容纳腔8内的混凝土硬化收缩时，缩口 81更容易出现裂痕或裂缝，解决了现有的混凝土开裂性能测试设备，因混凝土初始裂缝出现时间长甚至不出现，导致的混凝土开裂性能测量困难的问题；并且由于在所述缩口81处设置有诱导刀口5，因此能够进一步增加缩口 81处出现裂缝的可能，确保混凝土硬化时出现裂缝，保证混凝土开裂性能测试的测量效率；同时在所述诱导刀口5上侧设有测量显微镜组件4，所述测量显微镜组件4能够准确直观的测量出裂缝开裂的宽度、长度等信息，因裂缝产生的位置固定，因此通过显微镜组件能够精确的测量，现场检测更加方便。

如图1所示，所述第一腔体和所述第二腔体关于所述缩口81轴对称；所述第一腔体的宽度由所述缩口81的一端至相对的另一端逐渐增大；所述第二腔体的宽度由所述缩口81的一端至相对的另一端逐渐增大，即所述第一腔体的形状为梯形，所述第二腔体的形状也为梯形，所述缩口81为第一腔体和第二腔体中的短边(即宽度最小的位置)，这样整个容纳腔8的形状呈蝴蝶结状或沙漏状，即两头宽中间窄的形状，在容纳腔8内的中间窄部即为缩口81。

如图1所示，所述模具本体包括底板2及固定在所述底板2上的两块侧板1和两块端部挡板3，两块所述端部挡板3关于所述诱导刀口5对称设置，其中一块所述侧板1的两端分别与两块所述端部挡板3的一端相连，另一端所述侧板1的两端分别与两块所述端部挡板3的另一端相连，所述底板2、两块所述侧板1和两块所述端部挡板3之间围成上端开口的所述容纳腔8。具体的，所述模具本体是可拆卸结构，包括两块侧板1两块端部挡板3和一个底板2，这样整个模具本体为可拆卸结构，便于拆卸安装运输，使用更加方便。

如图1至图3所示，所述侧板1呈V形状，两个V形状的所述侧板1相对设置，两个所述端部挡板3分别与两个所述侧板1的端部相连，底板2、两个所述侧板1和两个所述端部挡板之间围成蝴蝶结状的所述容纳腔8，其中两个端部挡板3关于所述缩口81对称设于所述底板2的两端，同时所述两个侧板1对称设于所述底板2的两侧，这样端部挡板3和侧板1之间首位依次交替连接，即两个端部挡板3和两个侧板1相互交替设置并依次连接，形成一个蝴蝶结状的框型结构，然后该框型结构固定在底板2上与所述底板 2之间围城一个上端开口蝴蝶结状的容纳腔8，由于该蝴蝶结状的容纳腔8 的中部形成一个直径减小的缩口81，因此在混凝土硬化收缩时，混凝土受到侧板1约束，导致混凝土在诱导刀口5处应力集中，会在缩口81处产生更大的应力，更容易在缩口81处形成裂缝，便于测量混凝土的性质和数据。

需要说明的是，本申请中所述第一腔体和第二腔体也可以不是对称结构，所述侧板1的形状也可以不是V字形，即所述容纳腔8可以不是对称的蝴蝶结状结构，只要能够实现在容纳空间形成一个缩口81，混凝土在缩口 81处产生更大应力的目的，就也能够实现本实用新型的设计思想，应属于本实用新型的保护范围。

如图3所示，所述侧板1包括第一横板11和第一竖板12，所述第一竖板12的下端与所述第一横板11的一端垂直连接，所述第一横板11的另一端位于所述容纳腔8的外侧，所述侧板1通过第一横板11与所述底板2可拆卸连接；所述端部挡板3包括第二横板32和第二竖板33，所述第二竖板 33的下端与所述第二横板32的一端垂直连接，所述第二横板32的另一端位于所述容纳腔8的外侧，所述端部挡板3通过第二横板32与所述底板2可拆卸连接。这样所述侧板1通过第一横板11与所述底板2可拆卸连接，所述端部挡板3通过第二竖板33与所述底板2可拆卸连接，且第一横板11和第二横板32均位于容纳腔8的外侧，能够避免第一横板11和第二横板32 占用容纳腔8的空间，导致混凝土在硬化时出现其他异常情况，其中所述第一横板11和第二横板32的边缘与所述底板2的边缘对齐，或所述第一横板 11和第二横板32的边缘比所述底板2的边缘靠内侧一些。

如图4所示，所述第二竖板33的上端连接有扶手板34，所述第二竖板 33的两侧分别设有限位板35，所述限位板35与所述第二竖板33垂直连接，其中所述限位板35靠近所述容纳腔8的一侧并位于所述容纳腔8外，即所述限位板35设于所述第二横板32相对的另一侧，所述第二竖板33的左右两端分别与一个所述限位板35垂直连接，这样当侧板1的端部抵靠在限位板35与第二竖板33之间的连接处，能够更可靠地对侧板1进行固定，即能够承受更多的张力，避免在混凝土硬化时出现模具涨裂开的问题。同时在两个所述第二竖板33上端均设置一个扶手板34，能够通过扶手板34拿取运输所述模具本体或者运输整个干硬性混凝土抗裂测试装置，使用更加方便。

如图1至图7所示，所述干硬性混凝土抗裂测试装置还包括吊环螺栓7，每个所述第一横板11和所述第二横板32均通过吊环螺栓7与所述底板2可拆卸连接，其中所述第一横板11和第二横板32上均设有螺纹孔22，所述第一横板11和第二横板32均通过吊环螺栓7和螺纹孔22的螺纹连接配合与所述底板2进行固定的；优选地，每个所述第一横板11和第二横板32上均设有两个螺纹孔22，这样能够更好地对侧板1、端部挡板3和底板2之间进行连接固定；所述干硬性混凝土抗裂测试装置还包括定位销6，所述第一横板11与所述底板2上对应设有定位孔21，所述定位孔21与所述定位销6 一一对应配合。即所述底板2上设有四个定位孔21，每个所述第一横板11 上对应设有两个定位孔21，定位销6穿过底板2上和第一横板11上的定位孔21进行定位，每组定位孔21内均通过定位销6进行定位，这样便于组装定位，装配更加方便。

如图7所示，所述测量显微镜组件4包括显微镜本体41和固定架42；所述固定架42包括第三横板421和两个第三竖板422，所述第三横板421 的两端分别与两个所述第三竖板422的上端垂直连接，两个所述第三竖板 422的下端均与所述底板2的上端面相连，且所述第三竖板422位于所述容纳腔8的外侧；所述显微镜本体41安装在所述第三横板421上，所述第三横板421位于所述诱导刀口5的上侧，所述第三横板421上设有长条形孔 423，所述显微镜本体41能够在所述长条形孔423内滑动。通过长条形孔423 能够调整所述显微镜本体41在诱导刀口5上侧的位置，即能够调整显微镜本体41测量的方位，提高测量的准确性。

如图2所示，所述底板2呈蝴蝶结状，在所述底板2上分别设置有4个定位孔21和8个螺纹孔22，定位孔21直径为4-10mm，螺纹孔22直径为 8-18mm。每个所述第一横板11上均设有2个定位孔21和2个螺纹孔22，2 块肋板31焊接在侧板1上中部位置，通过设置肋板31提高模具本体的强度。

优选地，端部挡板3上设有2个螺纹孔22，扶手板34焊接在端部挡板 3上端，3个肋板31均匀焊接在端部挡板3两端和中间，诱导刀口54总高度为混凝土厚度的1/4-3/4，刀口角度为45°-135°，定位销6可用于安装和拆卸吊环螺栓7，测量显微镜组件4选用放大倍数为10-80倍，可三维方向自由移动。

底板2和侧板1上的定位孔21直径8mm，底板2、侧板1和端部挡板3 上的螺纹孔22直径为10mm，底板2选用10mm厚钢板，侧板1和端部挡板3 选用5mm厚钢板且高均为8cm，侧板1和端部挡板3上的肋板31主要起到加固作用，端部挡板3上设有扶手板34用于方便移动装置，诱导刀口5总高度为混凝土厚度的1/2即为4cm，刀口角度为60°，测量显微镜组件4选用放大倍数为50倍。如表1所示，采用干硬性混凝土抗裂测试装置测试机场道面干硬性混凝土(空白组)平均裂缝宽度0.48mm，掺减水剂的混凝土平均裂缝宽度0.39mm，掺减水剂和聚酯纤维的混凝土平均裂缝宽度0.34mm。

表1机场道面干硬性混凝土裂缝

综上所述，本实用新型提供的干硬性混凝土抗裂测试装置，包括模具本体、诱导刀口和测量显微镜组件，所述模具本体内形成上端开口的容纳腔，且所述容纳腔内设有缩口，所述缩口处设有诱导刀口，这样在向容纳腔内浇筑混凝土时，混凝土由于硬化时收缩，受到侧板约束，导致混凝土在刀口处应力集中，因此在容纳腔内的混凝土硬化收缩时，缩口更容易出现裂痕或裂缝，解决了现有的混凝土开裂性能测试设备，因混凝土初始裂缝出现时间长甚至不出现，导致的混凝土开裂性能测量困难的问题；并且由于在所述缩口处设置有诱导刀口，因此能够进一步增加缩口处出现裂缝的可能，确保混凝土硬化时出现裂缝，保证混凝土开裂性能测试的测量效率；同时在所述诱导刀口上侧设有测量显微镜组件，所述测量显微镜组件能够准确直观的测量出裂缝开裂的宽度、长度等信息，因裂缝产生的位置固定，因此通过显微镜组件能够精确的测量，现场检测更加方便。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。