一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置的制作方法

1.本实用新型属于建筑材料及结构安全技术领域，具体地涉及一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置。


背景技术：

2.水泥混凝土结构在受力或其它因素作用下，会出现损伤，造成微裂纹裂缝，虽然这些损伤是隐形的，但是会将混凝土由连续体转变为离散体，从而改变了其传输特性，为有害物质如氧气、二氧化碳、水、氯离子、硫酸根离子等侵入混凝土内部提供了便捷通道，造成水泥基质退化和钢筋锈蚀等一系列劣化结果，降低了混凝土结构的抗震能力和使用寿命。
3.目前，在结构抗震设计方面的方法是加大结构尺寸，增加钢筋用量，既增加了结构的造价，又不美观。因此，研究和开发新型裂缝自愈合混凝土，使其能够主动、自动地对损伤部位进行修复，从而恢复并提高混凝土材料的性能，已成为结构功能一体化混凝土的发展趋势。
4.研究开裂混凝土中裂缝的自愈合规律和机理，应明确混凝土所处的环境条件。环境作用是一把双刃剑，既可以加快混凝土内部损伤发展，也可以在一定程度上提高裂缝自愈合效果。借助微观手段明确不同环境条件下裂缝的自愈合机理，创造最佳环境作用条件，最大程度地促进自愈合的发生，从而减少裂缝带来的危害。尽管现在工程中也希望考虑混凝土裂缝的自愈合性能，然而，对不同环境中裂缝自愈合机理的研究尚不明确，关于裂缝自愈合效果的量化方法尚不成熟。
5.现有技术中对预制水泥砂浆试样预制裂缝的方法有两种：一种是在预制水泥砂浆试样上直接切割形成预制裂缝；另一种是在预制水泥砂浆试样内部放置预埋件预制裂缝。第一种方法所预制的裂缝一般较宽，而且比较规则，与构件实际开裂状态符合性差；第二种方法所形成的预制裂缝，使试样在试验前容易受到外界环境的侵蚀，对试验结果造成不利影响。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术中对预制水泥砂浆试样预制的裂缝具有一致性，与构件实际开裂状态符合性差，对试验结果造成不利影响的问题，本实用新型提供了一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
8.一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，包括
9.定位底座；
10.支撑框架，所述的支撑框架固定在定位底座的中心位置上；
11.弹性连接机构，弹性连接机构设置两组，两组弹性连接机构分设在支撑框架两侧；
12.施压组件，所述施压组件通过两组弹性连接机构与支撑框架连接，且施压组件下部置于支撑框架内；
13.位移限制板，位移限制板设置两个，两组位移限制板分别置于支撑框架的两侧，用于对施压组件的位移定位。
14.所述的定位底座包括支撑板、第一辅助定位钢片和第二辅助定位钢片；所述的支撑板为圆形钢板；在支撑板上平行的设置有高度不同的第一辅助定位钢片和第二辅助定位钢片。
15.所述的施压组件包括受压板、传力轴、压条和加压圆柱；所述传力轴的上端垂直连接在受压板下底面的中心位置，传力轴的下端与压条的上端垂直连接；所述的加压圆柱水平插接在压条的下端；在压条上部的两侧对称地设置有用于与弹性连接机构连接的第一凸起。
16.所述压条是高度为45mm、宽度为50mm、厚度为20mm矩形钢板，其下端设置有用于加压圆柱插入的圆弧形槽孔，且圆弧为优弧；所述受压板是直径为60mm、厚度为20mm的圆形钢板；所述的传力轴是直径为40mm、高度为30mm的钢制圆柱；所述的加压圆柱是由钢制成的直径为10mm、长度为50mm的圆柱体。
17.所述的弹性连接机构是弹簧。
18.所述的支撑框架包括两块框架板、连接板、承接板和两根支撑圆柱；所述的连接板固定连接在平行设置的两块框架板上表面，将两块框架板连接为一体；所述的两块框架板的外侧面上部对称的设置有用于连接弹性连接机构的第二凸起，每个第二凸起的正下方开有竖向条状孔，在竖向条状孔正下方的两块框架板的外侧面上均设置有承接板；所述的两根支撑圆柱平行设置，且垂直地连接在两块框架板的下部两侧。
19.所述的框架板是由上边框和两侧边框组成的倒u形框状结构，且上边框与两侧边框的衔接处设置成倒角；所述的第二凸起垂直固定于上边框的上部；用于放置位移限制板的承接板，固定连接在上边框的下边缘上，且位于第二凸起的正下方；两侧边框的下部均开有用于支撑圆柱穿过的圆形通孔；所述的竖向条状孔的边上设置有位移标尺。
20.框架板上设置的用于将两块框架板上连接为一体的连接板，是由三块矩形板组成的一体结构，其中有两块尺寸相同，另一块矩形板的中心开有圆形孔；两块尺寸相同的矩形板对称的倾斜设置在另一块的矩形板的两侧，使连接板能够与框架板上部形状吻合。
21.所述的承接板为矩形板；在矩形板的上表面与框架板平行的方向开有用于放置位移限制板的条状凹槽。
22.所述位移限制板为矩形钢板，矩形钢板的上部边缘的正中间设置有半圆形槽口；所述位移限制板设置有多套，每套至少包括尺寸完全相同的两个，每套位移限制板的高度不同，宽度、厚度以及半圆形槽口尺寸均相同。
23.有益效果：
24.(1)本实用新型通过定位底座、支撑框架、弹性连接机构、施压组件和位移限制板的有机组合，实现了对预制水泥砂浆试样裂缝的加载，解决了现有技术中混凝土砂浆制备带裂缝试件的裂缝，形状单一性、固定性的问题，特别针对自愈合混凝土砂浆的裂缝预制，有效地避免了养护过程中碳化反应对混凝土自愈合过程的影响。
25.(2)本实用新型中位移限制板的设置，使施压组件向下移动至既定位移时，被位移限制板限制无法位移，保证了荷载值的准确性，同时也保证了该荷载作用下裂缝形态的准确性。
26.(3)本实用新型中底座上设置不同高度的第一辅助定位钢片和第二辅助定位钢片，将预制水泥砂浆试样放置后自动对中，使得操作更加简单、方便。
27.(4)本实用新型中框架板采用倒u型且其上边框与两侧边框的衔接处设置成倒角，不仅减轻了自重，而且使施压组件所施的力通过支撑框架均匀加载在预制水泥砂浆试样上。
28.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例进行详细说明。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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。
30.图1是本实用新型构成示意图；
31.图2是本实用新型施压组件正视图；
32.图3是本实用新型施压组件左视图；
33.图4是本实用新型施压组件俯视图；
34.图5是本实用新型支撑框架正视图；
35.图6是本实用新型支撑框架左视图；
36.图7是本实用新型支撑框架俯视图；
37.图8是本实用新型位移限制板正视图；
38.图9是本实用新型位移限制板左视图；
39.图10是本实用新型位移限制板俯视图；
40.图11是本实用新型定位底座正视图；
41.图12是本实用新型定位底座左视图；
42.图13是本实用新型定位底座俯视图；
43.图14是本实用新型连接板的正视图；
44.图15是本实用新型连接板的左视图；
45.图16是本实用新型连接板的俯视图。
46.图中：
47.1、施压组件；2、支撑框架；3、位移限制板；4、定位底座；5、弹簧；1-1、受压板；1-2、传力轴；1-3、压条；1-4、加压圆柱；1-5、第一凸起；2-1、框架板；2-2、连接板；2-3、承接板；2-4、支撑圆柱；2-5、第二凸起；4-1、支撑板；4-2、第一辅助定位钢片；4-3、第二辅助定位钢片。
48.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下通过本实用新型的较佳实施例进行详细说明。
具体实施方式
49.下面将结合实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
50.实施例一：
51.参照图1-图16所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，包括
52.定位底座4；
53.支撑框架2，所述的支撑框架2固定在定位底座4的中心位置上；
54.弹性连接机构，弹性连接机构设置两组，两组弹性连接机构分设在支撑框架2两侧；
55.施压组件1，所述施压组件1通过两组弹性连接机构与支撑框架2连接，且施压组件1下部置于支撑框架2内；
56.位移限制板3，位移限制板3设置两个，两组位移限制板3分别置于支撑框架2的两侧，用于对施压组件1的位移定位。
57.在实际使用时，将预制水泥砂浆试样放置在支撑框架2上，之后将预设高度的位移限制板3置于支撑框架2上，试验准备就绪。开启外设的加压系统，对施压组件1施压，在压力作用下施压组件1下移，并通过施压组件1对预制水泥砂浆试样实施力的作用。当施压组件1下移至于位移限制板3接触后，终止力的加载，记录对应荷载。
58.本技术方案的采用，保证了荷载值的准确性，同时也保证了该荷载作用下裂缝形态的准确性，操作简单、方便。
59.本实施例中的预制水泥砂浆试样，是按照gb17671的标准进行制备的。预制水泥砂浆试样的尺寸为40mm
×
40mm
×
160mm。
60.实施例二：
61.参照图1、图11-图13所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，在实施例一的基础上，所述的定位底座4包括支撑板4-1、第一辅助定位钢片4-2和第二辅助定位钢片4-3；所述的支撑板4-1为圆形钢板；在支撑板4-1上平行的设置有高度不同的第一辅助定位钢片4-2和第二辅助定位钢片4-3。
62.在实际使用时，将预制水泥砂浆试样从定位底座4上较低的辅助定位钢片一侧，放置到第一辅助定位钢片4-2和第二辅助定位钢片4-3之间，此时，预制水泥砂浆试样置于支撑框架2的两根支撑圆柱2-4上，之后进行后续操作。
63.本实施例中的定位底座4的圆形钢板的直径为180mm，厚度为20mm，直径略大于预制水泥砂浆试样160mm的长度，这样既可以满足裂缝加载的需要，又能减少用材，不仅节约成本，而且能够有效减轻自重。
64.本实用新型中底座上设置不同高度的第一辅助定位钢片和第二辅助定位钢片，不仅方便预制水泥砂浆试样的取放，而且能够使预制水泥砂浆试样放置后自动对中，从而简化了操作，并提高了精度。
65.实施例三：
66.参照图1-图4所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，在实施例一的
基础上，所述的施压组件1包括受压板1-1、传力轴1-2、压条1-3和加压圆柱1-4；所述传力轴1-2的上端垂直连接在受压板1-1下底面的中心位置，传力轴1-2的下端与压条1-3的上端垂直连接；所述的加压圆柱1-4水平插接在压条1-3的下端；在压条1-3上部的两侧对称地设置有用于与弹性连接机构连接的第一凸起1-5。
67.在实际使用时，受压板1-1与传力轴1-2、传力轴1-2与压条1-3之间均可采用刚性或可拆卸的方式进行连接。加压圆柱1-4垂直插接在压条1-3的下端，且能够转动。受压板1-1用于承接外施力，之后通过加压圆柱1-4加载于预制水泥砂浆试样裂，在力的作用下对加载裂缝，用于后续的实验研究。
68.第一凸起1-5用于与弹性连接机构的连接，从而将施压组件1与支撑框架2连接在一起。在具体应用时，第一凸起1-5从支撑框架2上所开的竖向的条状孔中伸出，弹性连接机构的两端分别与第一凸起1-5及支撑框架2上的第二凸起2-5连接。当受压板1-1受力后，施压组件1向下移动，当第一凸起1-5接触到位移限制板3后，受到位移限制板3的限制无法下行，则停止施压，即完成了预制水泥砂浆试样裂缝加载过程。
69.实施例四：
70.参照图1-图4所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，在实施例三的基础上，所述压条1-3是高度为45mm、宽度为50mm、厚度为20mm矩形钢板，其下端设置有用于加压圆柱1-4插入的圆弧形槽孔，且圆弧为优弧；所述受压板1-1是直径为60mm、厚度为20mm的圆形钢板；所述的传力轴1-2是直径为40mm、高度为30mm的钢制圆柱；所述的加压圆柱1-4是由钢制成的直径为10mm、长度为50mm的圆柱体。
71.在实际使用时，采用本技术方案，能够满足标准预制水泥砂浆试样裂的裂缝加载，节约材料，自重较轻，便于预制水泥砂浆试样裂缝加载装置的移动，使得试验更加方便。
72.在具体应用时，加压圆柱1-4插接在圆弧形槽孔内，并能够在槽孔内转动，在加压圆柱1-4接触到预制水泥砂浆试样时，能够减小预制水泥砂浆试样上表面与加压圆柱1-4之间产生的摩擦力，更加符合简支梁力学模型。
73.实施例五：
74.参照图1所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，在实施例三的基础上，所述的弹性连接是弹簧5。
75.在实际使用时，弹性连接机构采用弹簧5，不仅能实现其功能，而且便于实施，造价较低。
76.实施例六：
77.参照图1、图5-图7、图14-图16所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，在实施例一的基础上，所述的支撑框架2包括两块框架板2-1、连接板2-2、承接板2-3和两根支撑圆柱2-4；所述的连接板2-2固定连接在平行设置的两块框架板2-1上表面，将两块框架板2-1连接为一体；所述的两块框架板2-1的外侧面上部对称的设置有用于连接弹性连接机构的第二凸起2-5，每个第二凸起2-5的正下方开有竖向条状孔，在竖向条状孔正下方的两块框架板2-1的外侧面上均设置有承接板2-3；所述的两根支撑圆柱2-4平行设置，且垂直地连接在两块框架板2-1的下部两侧。
78.在实际使用时，连接板2-2将两平行设置的框架板2-1连接在一起，承接板2-3上放置位移限制板3；第二凸起2-5与第一凸起1-5通过弹性连接机构即弹簧5，将支撑框架2和施
压组件1连接在一起。两根支撑圆柱2-4通过插入的方式，分别连接在两块框架板2-1的下部两侧，两根支撑圆柱2-4上用于放置预制水泥砂浆试样，当施压组件1施力作用于预制水泥砂浆试样上时，两根支撑圆柱2-4与加压圆柱1-4形成三点加压，使预制水泥砂浆试样产生适度弯折，从而方便的对预制水泥砂浆试样加载所需要的裂缝。
79.实施例七：
80.参照图1、图5-图7所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，在实施例六的基础上，所述的框架板2-1是由上边框和两侧边框组成的倒u形框状结构，且上边框与两侧边框的衔接处设置成倒角；所述的第二凸起2-5垂直固定于上边框的上部；用于放置位移限制板3的承接板2-3，固定连接在上边框的下边缘上，且位于第二凸起2-5的正下方；两侧边框的下部均开有用于支撑圆柱2-4穿过的圆形通孔；所述的竖向条状孔的边上设置有位移标尺。
81.在实际使用时，框架板2-1可以是矩形或其它形状的钢板。采用本技术方案的框架板2-1不仅能够满足支撑的需要，而且自重相对较轻。
82.竖向条状孔的边上设置有位移标尺，更容易实时掌握施压组件1向下的位移值。
83.两侧边框的下部均开有用于支撑圆柱2-4穿过的圆形通孔，使支撑圆柱2-4能够在圆形通孔内转动。
84.实施例八：
85.参照图1、图5-图7、图14-图16所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，在实施例七的基础上，框架板2-1上设置的用于将两块框架板2-1上连接为一体的连接板2-2，是由三块矩形板组成的一体结构，其中有两块尺寸相同，另一块矩形板的中心开有圆形孔；两块尺寸相同的矩形板对称的倾斜设置在另一块的矩形板的两侧，使连接板2-2能够与框架板2-1上部形状吻合。
86.在实际使用时，连接板2-2将两平行设置的框架板2-1连接为一体。施压组件1中的传力轴1-2置于另一块矩形板的中心圆形孔内，使施压组件1的下部置于支撑框架2内。当外设的加压机构给施压组件1施压后施压组件1在圆形孔内上下移动。
87.两块尺寸相同的矩形板对称的倾斜设置在另一块的矩形板的两侧，使连接板2-2能够与框架板2-1上部形状吻合，从而保证连接板2-2与两框架板2-1紧密连接。
88.实施例九：
89.参照图5-图7所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，在实施例七的基础上，所述的承接板2-3为矩形板；在矩形板的上表面与框架板2-1平行的方向开有用于放置位移限制板3的条状凹槽。
90.在实际使用时，位移限制板3放置在承接板2-3的条状凹槽内，使位移限制板3放置的更加稳固，确保操作的顺利进行。
91.实施例十：
92.参照图1，图8-图10所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，在实施例一的基础上所述位移限制板3为矩形钢板，矩形钢板的上部边缘的正中间设置有半圆形槽口；所述位移限制板3设置有多套，每套至少包括尺寸完全相同的两个，每套移限制钢片3的高度不同，宽度、厚度以及半圆形槽口尺寸均相同。
93.在具体应用时，位移限制板3放置在承接板2-3上，当施压组件1受压后施压组件1
向下发生位移，直至与与位移限制板3接触，施压组件1上的压力解除。为了保证位移限制板3与施压组件1接触后的稳定性，特在位移限制板3的上部边缘的正中间设置有半圆形槽口，使之与施压组件1中的压条1-3上设置的第一凸起1-5相吻合。
94.位移限制板3设置有多套，是为了满足不同的试验要求所设置，从而得到不同压力下的预制水泥砂浆试样裂缝。
95.实施例十一：
96.参照图1-图16所示的一种便携式预制水泥砂浆试样裂缝加载装置，在实施例一的基础上：所述的定位底座4包括支撑板4-1、第一辅助定位钢片4-2和第二辅助定位钢片4-3；所述的支撑板4-1为圆形钢板；在支撑板4-1的上平行的设置有高度不同的第一辅助定位钢片4-2和第二辅助定位钢片4-3；所述的施压组件1包括受压板1-1、传力轴1-2、压条1-3和加压圆柱1-4；所述传力轴1-2的上端垂直连接在受压板1-1下底面的中心位置，传力轴1-2的下端与压条1-3的上端垂直连接；所述的加压圆柱1-4水平插接在压条1-3的下端；在压条1-3上部的两侧对称地设置有用于与弹性连接机构连接的第一凸起1-5；所述压条1-3是高度为45mm、宽度为50mm、厚度为20mm矩形钢板，其下端设置有用于加压圆柱1-4插入的圆弧形槽孔，且圆弧为优弧；所述受压板1-1是直径为60mm、厚度为20mm的圆形钢板；所述的传力轴1-2是直径为40mm、高度为30mm的钢制圆柱；所述的加压圆柱1-4是由钢制成的直径为10mm、长度为50mm的圆柱体；所述的弹性连接机构是弹簧5；所述的支撑框架2包括两块框架板2-1、连接板2-2、承接板2-3和两根支撑圆柱2-4；所述的连接板2-2固定连接在平行设置的两块框架板2-1上表面，将两块框架板2-1连接为一体；所述的两块框架板2-1的外侧面上部对称的设置有用于连接弹性连接机构的第二凸起2-5，每个第二凸起2-5的正下方开有竖向的条状孔，在条状孔正下方的两块框架板2-1的外侧面上均设置有承接板2-3；所述的两根支撑圆柱2-4平行设置，且垂直地连接在两块框架板2-1的下部两侧；所述的框架板2-1是由上边框和两侧边框组成的倒u形框状结构，且上边框与两侧边框的衔接处设置成倒角；所述的第二凸起2-5垂直固定于上边框的上部；用于放置位移限制板3的承接板2-3，固定连接在上边框的下边缘上，且位于第二凸起2-5的正下方；两侧边框的下部均开有用于支撑圆柱2-4穿过的圆形通孔，所述的竖向条状孔的边上设置有位移标尺；框架板2-1上设置的用于将两块框架板2-1上连接为一体的连接板2-2，是由三块矩形板组成的一体结构，其中有两块尺寸相同，另一块矩形板的中心开有圆形孔；两块尺寸相同的矩形板对称的倾斜设置在另一块的矩形板的两侧，使连接板2-2能够与框架板2-1上部形状吻合；所述的承接板2-3为矩形板；在矩形板的上表面与框架板2-1平行的方向开有用于放置位移限制板3的条状凹槽；所述位移限制板3为矩形钢板，矩形钢板的上部边缘的正中间设置有半圆形槽口；所述位移限制板3设置有多套，每套至少包括尺寸完全相同的两个，每套位移限制板3的高度不同，宽度、厚度以及半圆形槽口尺寸均相同。
97.在实际使用时，将预制水泥砂浆试样从定位底座4上较低的辅助定位钢片一侧，放置到第一辅助定位钢片4-2和第二辅助定位钢片4-3之间，此时，预制水泥砂浆试样置于两根支撑圆柱2-4上，之后将预设高度的位移限制板3置于支撑框架2的承接板2-3上，试验准备就绪。开启外设的加压系统，对施压组件上的受压板1-1施压，在压力作用下施压组件下移，并通过施压组件上的加压圆柱1-4对预制水泥砂浆试样实施力的作用。当施压组件下移与承接板2-3上放置的位移限制板3接触后，终止力的加载，记录对应荷载。保证了荷载值的
准确性，同时也保证了该荷载作用下裂缝形态的准确性。
98.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，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。
99.在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
100.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
101.以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。