混凝土拉伸试验夹具的制作方法

本实用新型涉及混凝土轴心抗拉强度指标测试夹具技术领域，具体涉及一种混凝土拉伸试验夹具。

背景技术：

在混凝土类材料抗拉伸实验中，难度主要在于试件的夹持，可按《水工混凝土试验规程》(DL T5150-2001)标准制作标准试件，它的基本结构形状是：两端呈对称梯形状、中部为100×100mm正四方形截面的细长柱体，在制作试件时，还需要在两端端面中心位置预埋拉环或者粘接拉板作为拉伸受力位置点才能安装于抗拉试验机上进行极拉试验的操作。按上述方式制作试件时，在成型和安装的过程中存在诸多弊端，其主要表现为：1.制作试件费工费时操作麻烦；2.粘接的拉板和预埋的拉环难以回收重复使用，材料浪费损失大；3.测试安装操作占用时间长、试验效率低、费用高；4.测量结果受外界诸多因素的影响较大，导致试验数据的准确性降低。在采用粘接拉板方式时，拉板的粘接位置和粘接紧密度就对抗拉试验的实测结果有较大影响，特别是采用预埋拉环方式时，由于在粘接拉板或预埋拉环的成型、安装和试验实际操作等环节中，很难使试件实际承受拉伸作用力的方向与试件的几何轴心线完全重合，两端拉环的预埋位置、预埋深度和牢固度更会直接影响抗拉试验的实验数据准确性。在抗拉试验中应尽可能使荷载作用线与受拉试件轴线重合，且保证试件破坏尽量发生在受拉区，而现有的混凝土类材料抗拉试验夹具存在结构复杂，夹持不方便等问题无法满足上述要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种夹持方便，结构简单能使试件实际承受拉伸作用力的方向与试件的几何轴心线完全重合的混凝土拉伸试验夹以解决现有技术中的不足。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种混凝土拉伸试验夹具，包括相对设有开口的上夹具和下夹具，所述上夹具包括上端板、分别与所述上端板两侧一体连接的两块第一上侧板，以及与所述第一上侧板一体连接的第二上侧板，两个所述第一上侧板均偏向所述上端板的内侧且与所述上端板形成呈梯形状的试件上卡接区；所述下夹具包括下端板、分别与所述下端板两侧一体连接的两块第一下侧板，以及与所述第一下侧板一体连接的第二下侧板，两个所述第一下侧板均偏向所述下端板的内侧且与所述下端板形成呈梯形状的试件下卡接区，所述上端板和所述下端板的中心分别设有定位孔，穿过所述定位孔设有上拉杆和下拉杆，所述第二上侧板和所述第二下侧板两侧均分别设有第一锁紧孔，以及穿过所述第一锁紧孔与所述上端板和所述下端板平行的锁紧螺杆，所述锁紧螺杆两端分别套设有与所述锁紧螺杆配套的固定螺母，所述第一上侧板与所述上端板的夹角以及所述第一下侧板与所述下端板的夹角均为45°～60°。

上述技术方案中，上夹具的上卡接区和下夹具的下卡接区分别直接套在混凝土试件两端，夹持方便；锁紧螺杆穿过第一锁紧孔分别使两个第二上侧板和两个第二下侧板的开口处锁紧，且第一上侧板与上端板的夹角以及第一下侧板与下端板的夹角均为45°～60°中，可以使混凝土试件的两端在抗拉试验中不会与上夹具或下夹个产生相对滑动，牢牢卡在上卡接区和下卡接区中，保证了拉伸试验数据的准确性；第一上侧板与上端板的夹角以及第一下侧板与下端板的夹角过大会影响夹具施加在混凝土试件上的拉力，夹角过小不方便对混凝土试件的装夹。

进一步地，两个所述第二上侧板相互平行且均与所述上端板垂直，两个所述第二下侧板相互平行且均与所述下端板垂直。由此，将锁紧螺杆穿过两个第二上侧板或两个第二下侧板上的第一锁紧孔时，由于两个第二上侧板或两个第二下侧板是平行的，固定螺母可以紧贴在第二上侧板或第二下侧板的表面使两个第二上侧板和两个第二下侧板所在的开口处固定更牢固。

进一步地，所述第一上侧板和所述第一下侧板两侧边的中部均设有第二锁紧孔。由此，可以对上卡接区和下卡接区的中部两侧也进行锁紧固定对混凝土试件再提供一个夹持力，进一步避免了混凝土试件在拉伸过程与上夹具或下夹具产生相对移动而影响实验结果的准确性。

进一步地，所述固定螺母外侧还设有防滑螺母。防滑螺母设在固定螺母在外侧可以防止固定螺母在拉伸试验中由于受力较大而向外移动保证了试验数据的准确性。

进一步地，所述定位孔的外侧面设有与所述定位孔直径相等的导孔，所述导孔的长度为所述上拉杆或下拉杆长度的1/4～1/2。由此，上拉杆或下拉杆穿过导孔的另一端与拉力试验机相连接，导孔使上拉杆或下拉杆不容易偏离，并始终保持在轴线位置，导孔的长度过短对上拉杆或下拉杆的导向和定位作用不明显，导孔的长度过长不利于夹具加工和对混凝土试件的装夹。

进一步地，所述上拉杆位于所述上卡接区的一端设有限位圆柱，所述限位圆柱的直径大于所述定位孔的直径。由此，在拉伸时，限位圆柱作为受力支点将拉力机施加的拉力通过上拉杆和下拉杆传递给混凝土试件。

进一步地，所述定位孔由所述上端板内侧向外侧依次包括限位孔和导孔，所述限位孔的直径大于所述导孔的直径且与所述限位圆柱相匹配，所述导孔平齐或突出于所述上端板的外侧面。由此，在拉伸时，作为受力支点的限位圆柱卡入限位孔中与上端板的内侧平齐使装夹混凝土试件时更加方便，也能使上拉杆传递给混凝土试件的拉力更稳定和均衡，加上导孔对上拉杆的轴线定位作用，使试件实际承受拉伸作用力的方向与试件的几何轴心线能更好地重合。

进一步地，所述上拉杆和下拉杆位于所述上卡接区和所述下卡接区的端面分别设有对中圆孔。由此，将混凝土试件的两端分别套进上卡接区和下卡接区时让混凝土试件两端面上的对中标记分别对准上拉杆和下拉杆的对中圆孔以保证拉伸试验过程中荷载作用线与混凝土试件轴线重合。

进一步地，所述上夹具和所述下夹具均为碳钢材料。由此，碳钢材料使夹具的强度完全能达到试验要求，不易在拉伸试验中因受力过大而变形影响测试结果。

本实用新型提供的混凝土拉伸试验夹具，具有以下有益效果：

1、相对面设有开口的上夹具和下夹具可以直接套在混凝土试件的两端，再将上夹具和下夹具上的固定螺母与锁紧螺杆锁紧完成试件装夹，装夹方便，夹具可以反复使用降低了实验成本；

2、通在固定螺母外设置防滑螺母，在定位孔的外侧面设置使上拉杆和下拉杆在拉伸过程不偏离轴线的导孔，以及在上拉杆和下拉杆设置用于对中的对中圆孔等多方面考虑使试件实际承受拉伸作用力的方向与混凝土试件的几何轴心线重合，提高了试验结果准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型混凝土拉伸试验夹具一种实施方式的立体结构示意图；

图2为本实用新型混凝土拉伸试验夹具另一种实施方式的立体结构示意图；

图中：

1、对中圆孔；2、上夹具；21、上端板；22、第一上侧板；23、第二上侧板；24、上卡接区；25、上拉杆；3、下夹具；31、下端板；32、第一下侧板；33、第二下侧板；34、下卡接区；35、下拉杆；4、定位孔；5、第一锁紧孔；6、锁紧螺杆；7、固定螺母；8、第二锁紧孔；9、导孔；10、限位圆柱；11、防滑螺母。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1和图2所示，一种混凝土拉伸试验夹具，包括相对设有开口的上夹具2和下夹具3；上夹具2与下夹具3的结构完全相同，上夹具2包括上端板21、分别与上端板21两侧一体连接的两块第一上侧板22，以及与第一上侧板22一体连接的第二上侧板23，两个第一上侧板22均偏向上端板21的内侧且与上端板21形成呈梯形状的试件上卡接区24；下夹具3包括下端板31、分别与下端板31两侧一体连接的两块第一下侧板32，以及与第一下侧板32一体连接的第二下侧板33，两个第一下侧板32均偏向下端板31的内侧且与下端板31形成呈梯形状的试件下卡接区34；上端板21和下端板31的中心分别设有定位孔4，穿过定位孔4设有上拉杆25和下拉杆35，第二上侧板23和第二下侧板33两侧均分别设有第一锁紧孔5，以及穿过第一锁紧孔5与上端板21和下端板31平行的锁紧螺杆6，锁紧螺杆6两端分别套设有与锁紧螺杆6配套的固定螺母7，第一上侧板22与上端板21的夹角以及第一下侧板32与下端板31的夹角均为45°～60°。

其中，两个第二上侧板23相互平行且均与上端板21垂直，两个第二下侧板33相互平行且均与下端板31垂直。为了使试验过程中，混凝土试件与上夹具2和下夹具3夹持更紧，第一上侧板22和第一下侧板32两侧边的中部均设有第二锁紧孔8，可以将锁紧螺杆6插入第二锁紧孔8使第一上侧板22和第一下侧板32两侧边的中部被牢牢锁紧。

此外，固定螺母7外侧还设有防滑螺母11以防拉伸试验过程中因受力大固定螺母7向外侧滑动。

其中，为了使上拉杆25和下拉杆35在拉伸试验过程中受力而不偏离轴线，定位孔4的外侧面设有与定位孔4直径相等的导孔9，导孔9的长度为上拉杆25或下拉杆35长度的1/4，也可以根据实际需要将导孔9的长度为上拉杆25或下拉杆35长度的1/4～1/2之间除1/4外的其它数值。

此外，上拉杆25位于上卡接区24的一端设有限位圆柱10，限位圆柱10的直径大于定位孔4的直径。同样，下拉杆35位于下卡接区34的一端也设有限位圆柱10。

其中，上拉杆25和下拉杆35位于上卡接区24和下卡接区34的端面分别设有对中圆孔1。此外，上夹具2和下夹具3均为碳钢材料。

本实用新型的另一实施例中，如图2所示，定位孔4由上端板21内侧向外侧依次包括限位孔和(图中未示出)导孔9，限位孔的直径大于导孔9的直径且与限位圆柱10相匹配，这样限位圆柱10可以卡合在上端板21的内侧并低于或平齐与上端板21的内侧面，与上一实施例中的限位圆柱10突出于上端板21的内侧面相比，能使拉伸试验时混凝土试件的端面可以紧贴上端板21的内侧使夹持更牢固，导孔9平齐于上端板21的外侧面，导孔9也可以突出于上端板21的外侧面，导孔9的长度为上拉杆25或下拉杆35长度的1/4，也可以根据实际需要将导孔9的长度为上拉杆25或下拉杆35长度的1/4～1/2之间除1/4外的其它数值。

使用本实用新型提供的混凝土拉伸试验夹具时，首先将上拉杆25和下拉杆35分别从对应的定位孔4和导孔9分别插入上端板21和下端板31中，并使限位圆柱10卡在限位孔中，然后将上夹具2和下夹具3的上卡接区24和下卡接区34分别套入制好的混凝土试件的两端，使让混凝土试件两端面上的对中标记分别对准上拉杆25和下拉杆35的对中圆孔1，混凝土试件包括两端的卡接部和中间的受拉部，整体呈哑铃状，中间的受拉部呈长方体承受轴心荷载，长方体的截面尺寸为100mm×100mm，长度为100mm-300mm，将锁紧螺杆6分别插入上夹具2和下夹具3的第一锁紧孔5和第二锁紧孔8，依次拧紧固定螺母7和防滑螺母11使上夹具2和下夹具3的开口处与中部牢牢与混凝土试件卡合在一起，然后将上拉杆25和下拉杆35分别连接固定在拉伸试验机上开始拉伸试验。

需要声明的是，上述具体实施方式仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。