混凝土拉伸测试件的装夹装置及混凝土试件的成型模具的制作方法

1.本实用新型涉及一种混凝土拉伸测试件的装夹装置及混凝土试件的成型模具。适用于超高性能纤维混凝土材料试验技术领域。


背景技术：

2.超高性能纤维混凝土的拉伸性能与其抗裂性密切相关，是一些混凝土结构物，如桥面板、水槽、挡水坝等需设计时需要考虑的重要参数。超高性能纤维混凝土的抗拉强度一般通过劈裂强度试验或与抗压强度有关的经验公式换算而得，上述方法难以有效表征超高混凝土的真实抗拉强度和拉伸变形。此外，传统的混凝土轴心拉伸试验中大多采用棱柱体试件，以埋杆连接夹持和端头夹持等方式进行试验，该方法容易在试件端头发生应力集中并断裂的情况，导致试验结果不稳定。此外，目前已有的国内外研究显示，超高性能混凝土的拉伸试验大多采用薄板拉伸实验方法，板厚一般不超过20mm，而实际工程中的构件厚度远远大于20mm，薄板试件也会造成内部纤维定向分布，与实际工程情况不符。上述方法在试件制备时抹面平整度难以保证，试件厚度难以控制均匀。
3.现有的技术中，例如专利号201821743358.3的专利“混凝土拉伸试验夹具”，其结构仅采用薄板对混凝土进行加持，在超高性能纤维混凝土实验过程中存在刚性不足的问题；又例如专利号201821743358.3的专利“混凝土拉伸试验夹具”，其结构仅采用锁紧螺杆卡住试件，无法解决超高性能纤维混凝土拉伸实验中因材料的较大的应变能力和材料多缝开裂产生的试件偏心问题；再例如专利号 201821743358.3的专利“混凝土拉伸试验夹具”，其装置仅能测得混凝土的极限拉伸强度，无法对混凝土拉伸全过程的应力应变曲线进行测量记录。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是：为解决上述技术问题，本实用新型提供一种易于成型、便于测试拆装、轻便灵活的混凝土拉伸测试件的装夹装置和用于生产该混凝土试件的成型模具。
5.本实用新型所采用的技术方案是：一种混凝土拉伸测试件的装夹装置，用于将混凝土试件装夹在拉力试验机上，其特征在于：具有上部拉伸装置、下部拉伸装置和应变测量装置；
6.所述上部拉伸装置具有用于夹持混凝土试件上部的上拉伸夹具，上拉伸夹具上部通过上球铰链与拉力试验机的上夹头连接，所述上球铰链与上拉伸夹具的连接处固定安装有载荷传感器；
7.所述下部拉伸装置具有用于夹持混凝土试件下部的下拉伸夹具，所述下拉伸夹具下部通过下球铰链与拉力试验机的下夹头连接；
8.所述应变测量装置具有用于测量混凝土试件的引伸计，所述引伸计夹持在试件左右两侧的中部；
9.所述上拉伸夹具具有倒梯形上卡槽；
10.所述下拉伸夹具具有倒梯形下卡槽；
11.所述混凝土试件为一体结构，混凝土试件的中间部位为矩形标尺段，混凝土试件的两端为梯形夹紧段，混凝土试件上部的梯形夹紧段与上拉伸夹具的倒梯形上卡槽配合，混凝土试件下部的梯形夹紧段与下拉伸夹具的倒梯形下卡槽配合。
12.一种混凝土试件的成型模具，用于生产上述所述的混凝土试件，其特征在于：具有底板，在底板上固定安装有第一围挡和第二围挡，第一围挡与第二围挡形成的空腔形状与混凝土试件相同，在第一围挡和第二围挡上安装盖板。
13.所述第一围挡的两端具有用于与第二围挡连接的第一端部拼接边，所述第二围挡的两端具有用于与第一围挡连接的第二端部拼接边，所述第一端部拼接边在与第二端部拼接边连接处设有楔形凸条，所述第二端部拼接边在与第一端部拼接边连接处设有与楔形凸条配合的楔形卡槽。
14.在底板上具有若干定位孔，在第一围挡和第二围挡上分别具有与底板上定位孔配合的安装孔，所述底板与第一围挡、底板与第二围挡均通过在相互配合的安装孔和定位孔内安装螺栓实现固定连接。
15.在所述第一围挡和第二围挡的外侧均设有把手。
16.所述盖板与底板尺寸相近且大于试件平面尺寸，所述盖板材质为有机玻璃，厚度不小于10mm。
17.本实用新型的有益效果是：该成型模具的盖板采用无色透明的有机玻璃板制作，轻便灵活，便于透过模具检查试件浇筑的密实程度和气泡孔洞情况，利于控制试件成型质量；
18.与传统拉伸试件的端部圆弧形或者内埋拉杆设计不同，本实用新型的试件端部为梯形且无需内埋拉伸杆件，在模具制造和试件成型过程中非常方便，在后期拉伸实验过程中也便于安装。
19.本实用新型的拉伸装置在试件中间矩形标尺段采用两只引伸计直接测量试件变形，避免了加载装置变形带来的误差，提高试验的可靠性和准确性。
20.本实用新型的拉伸装置上下两端分别采用球铰的形式降低拉伸过程中偏心所带来的影响，提高试验的可靠性和准确性。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构图。
22.图2为本实用新型的混凝土拉伸测试件成型模具的爆炸图。
23.图3为本实用新型的混凝土试件结构图。
24.图4为本实用新型的拉伸装置结构示意图。
25.图5为本实用新型的使用示意图。
26.图6为本实用新型的混凝土拉伸测试应力-应变曲线
27.图中：1、成型模具，1-1、底板，1-11、定位孔，1-2、第一围挡，1-21、第一端部拼接边，1-22、楔形凸条，1-3、第二围挡，1-31、第二端部拼接边，1-32、楔形卡槽，1-4、盖板，1-5、螺栓，1-6、空腔，1-7、安装孔，2、混凝土试件， 2-1、矩形标尺段，2-2、梯形夹紧段，3、拉伸装
置，3-1、上部拉伸装置，3-11、上拉伸夹具，3-12、倒梯形上卡槽，3-13、上加持杆，3-14、上球铰链，3-15、第一上螺杆，3-16、第二上螺杆，3-17、载荷传感器，3-2、下部拉伸装置，3-21、下拉伸夹具，3-22、倒梯形下卡槽，3-33、下加持杆，3-34、下球铰链，3-35、下螺杆，3-41、左引伸计，3-42、右引伸计。
具体实施方式
28.下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
29.实施例1为混凝土拉伸测试件的装夹装置，用于将混凝土试件2装夹在拉力试验机上。本实施例中采用的混凝土试件2为一体成型，混凝土试件2的中间部位为矩形标尺段2-1，混凝土试件2的两端为梯形夹紧段2-2。矩形标尺段 2-1为纵剖面为矩形的长方体结构，梯形夹紧段2-2的纵剖面为等腰梯形结构，梯形夹紧段2-2用于与矩形标距段连接的面为上底面，梯形夹紧段2-2远离矩形标距段的面为下底面，混凝土试件2两端的梯形夹紧段2-2的下底面互相平行。所述混凝土试件2成中间窄、两端宽的结构。
30.本实施例中，具有用于夹紧混凝土试件2上部梯形夹紧段2-2的上部拉伸装置3-13，所述上部拉伸装置3-13具有上拉伸夹具3-11，所述上拉伸夹具3-11通过上拉伸夹具3-11上与混凝土试件2上部梯形夹紧段2-2配合的倒梯形上卡槽 3-12将混凝土试件2夹紧。上拉伸夹具3-11通过上球铰链3-14与拉力试验机的上夹头连接。
31.本实施例中，在上拉伸夹具3-11上部固定安装有第二上螺杆3-16，在第二上螺杆3-16顶部固定安装有载荷传感器3-17，载荷传感器3-17上部通过第一上螺杆3-15与上球铰链3-14底部连接，上球铰链3-14的顶部通过上加持杆3-13 与拉力试验机的上夹头连接。
32.本实施例中，具有用于夹紧混凝土试件2下部梯形夹紧段2-2的下部拉伸装置3-2，所述下部拉伸装置3-2具有下拉伸夹具3-21，所述下拉伸夹具3-21 通过下拉伸夹具3-21上与混凝土试件2下部梯形夹紧段2-2配合的倒梯形下卡槽3-22将混凝土试件2夹紧。下拉伸夹具3-21通过下球铰链3-34与拉力试验机的下夹头连接。
33.本实施例中，在下拉伸夹具3-21上固定安装有下螺杆3-35，下螺杆3-35 与下球铰链3-34的顶端固定连接，下球铰链3-34通过下加持杆3-33与拉力试验机的下夹头连接。
34.本实施例中，该混凝土拉伸测试件的装夹装置在夹持试件时试件中部两侧的位置处分别设有左引伸计3-41和右引伸计3-42，直接测量混凝土试件2的变形，避免了加载装置变形带来的误差，提高试验的可靠性和准确性。
35.实施例2为混凝土试件2的成型模具1，用于生产上述混凝土试件2拉伸试验中所需要的混凝土试件2，具有底板1-1，在底板1-1上通过螺栓1-5可拆卸的安装有第一围挡1-2和第二围挡1-3。底板1-1上分贝在安装第一围挡1-2和第二围挡1-3的位置处设有4个定位孔1-11，第一围挡1-2和第二围挡1-3上设有与底板1-1上安装孔1-7位置对应的安装孔1-7，通过将螺栓1-5安装在底板1-1与第一围挡1-2和底板1-1与第二围挡1-3相互配合的定位孔1-11和安装孔1-7内，实现将第一围挡1-2和第二围挡1-3安装在底板1-1上。
36.本实施例中，所述第一围挡1-2的两端具有用于与第二围挡1-3连接的第一端部拼接边1-21，所述第二围挡1-3的两端具有用于与第一围挡1-2连接的第二端部拼接边1-31，所述第一端部拼接边1-21在与第二端部拼接边1-31连接处设有楔形凸条1-22，所述第二端
部拼接边1-31在与第一端部拼接边1-21连接处设有与楔形凸条1-22配合的楔形卡槽1-32。两块混凝土围挡形成的空腔1-6与混凝土试件2的形状一致，方便人员对围挡的拼装。
37.本实施例中，在第一围挡1-2和第二围挡1-3上安装有用无色透明的有机玻璃板制成的盖板1-4，所述盖板与底板尺寸相近且大于试件平面尺寸，厚度不小于10mm。该盖板1-4轻便灵活，便于透过模具检查混凝土试件2浇筑的密实程度和气泡孔洞情况，有利于控制混凝土试件2的成型质量。
38.本实施例中，在所述第一围挡1-2和第二围挡1-3的外侧均设有把手。便于人员对第一围挡1-2和第二围挡1-3的安装和拆卸。
39.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。