一种混凝土轴心抗拉强度插片夹紧法原位检测装置的制作方法

1.本发明涉及一种混凝土轴心抗拉强度插片夹紧法原位检测装置。


背景技术：

2.混凝土轴心抗拉强度是混凝土物理力学指标之一，对混凝土的耐久性具有重要影响。如温度应力大于混凝土轴心抗拉强度时，就会产生温度裂缝；收缩应力大于混凝土轴心抗拉强度时，就会产生收缩裂缝。因此，原位检测混凝土轴心抗拉强度，对于鉴定分析混凝土裂缝成因，具有非常重要的意义。
3.现有技术中，尚无原位检测混凝土轴心抗拉强度的方法标准，导致在鉴定分析混凝土裂缝的形成原因时，只能进行定性分析，无法进行定量分析，故需要设计改进。


技术实现要素：

4.本发明提出了一种组装方便、设计合理的混凝土轴心抗拉强度插片夹紧法原位检测装置及采用其进行的检测方法，该装置及方法能够解决现有技术中尚无混凝土轴心抗拉强度原位检测方法标准的问题。
5.本发明采用的技术方案是：一种混凝土轴心抗拉强度插片夹紧法原位检测装置，包括夹住实体混凝土中的半哑铃状试样的夹具结构；所述夹具结构通过金属连接螺栓与传力结构固定连接且通过传力结构与反力结构、施力结构连接；所述半哑铃状试样、夹具结构、传力结构纵轴同轴。本发明通过检测装置夹紧半哑铃状试样，然后施加轴向拉力于半哑铃状试样上，直至半哑铃状试样与实体混凝土脱离破坏，读取最大拉力值，并根据受拉面积求出混凝土轴心抗拉强度。
6.进一步，所述半哑铃状试样，包括下部的圆柱体、中部的倒圆台体和上部的圆柱体；下部的圆柱体底面与实体混凝土连接，顶面与中部的倒圆台体底面连接，高度不小于20mm；中部的倒圆台体圆台锥度25
°-ꢀ
35
°
，顶面与上部的圆柱体底面连接，高度9mm-11mm；上部的圆柱体高度不小于70mm。
7.进一步，所述夹具结构包括套住半哑铃状试样的金属空心套筒、嵌在半哑铃状试样与金属空心套筒之间的金属楔形插片；所述金属空心套筒，中空圆柱状，上表面边缘均匀攻有4个与传力结构固定连接的连接螺孔，圆柱高度略大于半哑铃状试样上部的圆柱体高度，内为圆台锥度3
°-5°
的倒圆台形中心通孔；所述金属楔形插片，四片式中空圆台状，圆台锥度与金属空心套筒倒圆台形中心通孔相同，圆台高度应使圆台上表面直径大于空心套筒倒圆台形中心通孔上表面直径，内为直径等于半哑铃状试样外径的圆柱形中心通孔。
8.进一步，所述传力结构包括金属圆盖板、金属传力螺杆；所述金属圆盖板直径等于金属空心套筒外径，厚度不小于10mm，钻有与连接螺孔配套的4个连接圆孔，底面与金属楔形插片的顶面顶紧；所述金属传力螺杆下端竖直安装在金属圆盖板顶面中心位置处，上端连接有反力结构和施力结构。
9.进一步，所述反力结构包括金属凹形主体，金属凹形主体的底面架设于实体混凝
土的表面并将半哑铃状试样、夹具结构、部分传力结构罩设于其下。
10.进一步，所述施力结构安装于金属凹形主体的上表面，是使所述夹具结构、传力结构相对于半哑铃状试样移动的拉动结构。拉动结构可以采用小型千斤顶结构等多种结构，只要符合可以使夹具结构、传力结构相对于半哑铃状试样移动即可。
11.进一步，所述施力结构上设有用于显示拉力值的显示屏；所述施力结构上设有用于检测施力结构对半哑铃状试样施加的拉力值的控制元件。
12.本发明的有益效果：（1）在进行检测过程中，采用检测装置对半哑铃状试样施加轴向拉力，测出最大拉力值，并根据受拉面积求出混凝土轴心抗拉强度，实用性强，检测准确；（2）可解决现有技术中尚无原位检测混凝土轴心抗拉强度方法的问题；（3）采用半哑铃状试样，抵消了应力集中的影响，增强了检测准确度；（4）可解决在鉴定分析混凝土裂缝时，只能进行定性分析，无法进行定量分析的问题。
附图说明
13.图1是本发明的使用主视示意图。
14.图2是本发明的结构主视示意图。
15.图3是本发明的使用立面示意图。
16.图4是本发明的使用a-a截面示意图。
17.图5是本发明的使用b-b截面示意图。
18.图6是本发明的使用c-c截面示意图。
19.图7是本发明的使用d-d截面示意图。
20.图8是本发明的半哑铃状试样中部倒圆台体磨制示意图。
21.图9是本发明的半哑铃状试样底部圆柱体磨制示意图。
具体实施方式
22.下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
23.参照图1-9，一种混凝土轴心抗拉强度插片夹紧法原位检测装置，包括夹住实体混凝土13中的半哑铃状试样16的夹具结构11；所述夹具结构11通过金属连接螺栓7与传力结构8固定连接且通过传力结构8与反力结构5、施力结构2连接；所述半哑铃状试样16、夹具结构11、传力结构8纵轴同轴。本发明通过检测装置夹紧半哑铃状试样16，然后施加轴向拉力于半哑铃状试样16上，直至半哑铃状试样16与实体混凝土13脱离破坏，读取最大拉力值，并根据受拉面积求出混凝土轴心抗拉强度。
24.本实施例所述半哑铃状试样16，包括下部的圆柱体、中部的倒圆台体和上部的圆柱体；下部的圆柱体底面与实体混凝土13连接，顶面与中部的倒圆台体底面连接，高度20mm，直径88mm；中部的倒圆台体圆台锥度30
°
，顶面与上部的圆柱体底面连接，高度10mm；上部的圆柱体高度70mm，直径100mm。
25.本实施例所述夹具结构11包括套住半哑铃状试样16的金属空心套筒12、嵌在半哑铃状试样16与金属空心套筒12之间的金属楔形插片15。所述金属空心套筒12，中空圆柱状，
外径150mm，高度75mm；上表面边缘均匀攻有4个与传力结构8固定连接的连接螺孔10，孔径8mm；内为圆台锥度3.8
°
的倒圆台形中心通孔，通孔上表面直径120mm，通孔下表面直径110mm。所述金属楔形插片15，四片式中空倒圆台状，圆台锥度3.8
°
，圆台高度85mm，内为直径100mm的圆柱形中心通孔。
26.本实施例所述传力结构8包括金属圆盖板9、金属传力螺杆1。所述金属圆盖板9直径150mm，厚度10mm，钻有与连接螺孔10配套的4个连接圆孔6，底面与金属楔形插片15的顶面顶紧。所述金属传力螺杆1下端竖直安装在金属圆盖板9顶面中心位置处，上端连接有反力结构5和施力结构2。
27.本实施例所述反力结构5包括金属凹形主体，金属凹形主体的底面架设于实体混凝土13的表面并将半哑铃状试样16、夹具结构11、部分传力结构8罩设于其下。
28.本实施例所述施力结构2安装于金属凹形主体的上表面，是使所述夹具结构11、传力结构8相对于半哑铃状试样16移动的拉动结构。拉动结构采用小型千斤顶结构。
29.本实施例所述施力结构2上设有用于显示拉力值的显示屏4；所述施力结构2上设有用于检测施力结构2对半哑铃状试样15施加的拉力值的控制元件3。
30.本实施例检测步骤如下：（1）实体混凝土13表面打磨平整；（2）把内径100
㎜
的金刚石薄壁空心钻头安装在带定位装置的钻孔机上，在实体混凝土13上钻出深度100
㎜
的混凝土环形凹槽，形成直径100
㎜
、高度100
㎜
的混凝土圆柱；取下100
㎜
的金刚石薄壁空心钻头，换上内径160
㎜
金刚石薄壁空心钻头，钻出深度100
㎜
的混凝土环形凹槽；清除2条环形凹槽之间的混凝土并打磨平整槽底，形成作业凹槽14；（3）采用带定位装置加长杆18的手提混凝土磨槽机17，配套高度10mm、锥度30
°
的圆台金刚石磨头19；圆台金刚石磨头19底面与半哑铃状试样16下部的圆柱体顶面处于同一水平面；加长杆18紧贴混凝土圆柱侧面回转磨削混凝土圆柱，圆台金刚石磨头19底面磨削进入混凝土圆柱5.8mm，顶面不磨削进入混凝土圆柱；（4）采用带定位装置加长杆18的手提混凝土磨槽机17，配套高度20mm的圆柱金刚石磨头20；圆柱金刚石磨头20顶面与半哑铃状试样16下部的圆柱体顶面处于同一水平面；加长杆18紧贴混凝土圆柱侧面回转磨削混凝土圆柱，圆柱金刚石磨头20磨削进入混凝土圆柱5.8mm；（5）经过步骤（1）-（4），形成半哑铃状试样16；金属空心套筒12套进半哑铃状试样16，金属楔形插片15嵌入半哑铃状试样16与金属空心套筒12之间；金属圆盖板9放置于金属楔形插片15顶面，4个规格m8的金属连接螺栓7穿过定位圆孔6旋进连接螺孔10，拧紧，使夹具结构11紧紧夹住半哑铃状试样16；（6）金属传力螺杆1上端连接反力结构5和施力结构2；（7）利用施力结构2与反力结构5，通过传力结构8、夹具结构11施加轴向拉力于半哑铃状试样16上，直至半哑铃状试样16与实体混凝土13脱离破坏，读取最大拉力值，并根据受拉面积求出混凝土轴心抗拉强度。