CN103592184A

CN103592184A - 水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置

Info

Publication number: CN103592184A
Application number: CN201310556728.8A
Authority: CN
Inventors: 张宁; 吕爱钟
Original assignee: North China Electric Power University
Current assignee: North China Electric Power University
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2033-11-11
Also published as: CN103592184B

Abstract

本发明属于水泥材料测试技术领域装置，具体涉及一种水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置。两根位置相对的第一种紧固螺杆和两根位置相对的第二种紧固螺杆组成四边形的上框架，两根位置相对的第一种紧固螺杆和两根位置相对的第三种紧固螺杆组成四边形的下框架；各个紧固螺杆可伸缩调节长度，且在紧固螺杆与被测试试件接触一侧设有条形突起；在竖直方向上，第二种紧固螺杆和第三种紧固螺杆位置相对应，并在两组第二种紧固螺杆和第三种紧固螺杆之间分别通过L型钢和紧贴在L型钢水平段下表面的千分表探头接触片连接；在L型钢的水平段上设置竖向孔，并在孔内安装千分表。本发明具有构造简单，组装、拆卸方便，可调节性好，精确度高的优点。

Description

水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置

技术领域

本发明属于水泥材料测试技术领域装置，具体涉及一种水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置。

背景技术

水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量是水泥基材料最基本的一项基本力学特性，它直接反应了材料本身及由此种材料构建的结构物的抗变形能力，但是目前阶段要对这一参数进行完全准确的测试还有相当大的难度，究其原因，是由于应变测试的难度大造成的。目前阶段，常用的混凝土静态弹性模量测试方法有：

（1）试验机自带位移传感器测试：

这一测试方法的最大优点是方便快捷，进行材料强度测试的同时可以得到其弹性模量，但是其致命缺点是：它无法消除试件与两端钢头之间的间隙，由于混凝土材料试件本身能承受的形变很小（一般受压发生2000个微应变就会破坏），此间隙对测试结果影响很大，可能导致测试结果比真实结果小一个数量级。

（2）应变片测试：

利用应变片进行弹模测试，优点是测试精度高，能精确反映混凝土在弹性范围内变化阶段的应变，进而能给出较真实的混凝土弹性模量。其缺点也显而易见：①应变片不可重复利用，费用大；②测试效率低，需事先对混凝土试件表面进行打磨；③对试验人员技术要求较高，应变片的黏贴操作不当会导致数据偏差很大，甚至根本测不到数据；④由于混凝土的不均匀性，应变片自身尺寸较小，其黏贴位置也会对结果有较大影响；

（3）环式静态弹性模量测试仪：

目前，这一测试方法应用较广，它操作起来简单易行、可重复利用。但是这一方法存在以下问题：①两侧千分表正负异向，就是说试件在单轴受压条件下，两侧千分表读数一般相差都较大，而且经常出现两侧千分表读数一个增大，而另一个减小的现象，且不易调整，这就大大降低了试验效率；②固定测试仪的八个螺栓与试件之间是点接触，这会产生很大的应力集中，会对材料强度造成一定的影响。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种制作加工方便、结构简单、拆装方便、可重复利用、成本低、能保证精度的水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

两根位置相对的第一种紧固螺杆和两根位置相对的第二种紧固螺杆组成四边形的上框架，两根位置相对的第一种紧固螺杆和两根位置相对的第三种紧固螺杆组成四边形的下框架；各个紧固螺杆可伸缩调节长度，且在紧固螺杆与被测试试件接触一侧设有条形突起；在竖直方向上，第二种紧固螺杆和第三种紧固螺杆位置相对应，并在两组第二种紧固螺杆和第三种紧固螺杆之间分别通过L型钢和紧贴在L型钢水平段下表面的千分表探头接触片连接；在L型钢的水平段上设置竖向孔，并在孔内安装千分表。

所述第一种紧固螺杆、第二种紧固螺杆和第三种紧固螺杆的一端为方形截面的杆，另一端为圆形截面的杆，其中方形截面的杆与圆形截面的杆连接的一端底侧中间部位设置水平槽，供圆形截面的杆伸缩，另一端设置水平的椭圆形孔，与之相邻的另一根紧固螺杆的圆形截面的杆穿过该水平椭圆形孔，并通过紧固螺母固定；在每根紧固螺杆的圆形截面的杆上套装垫片和压缩弹簧。

所述第二种紧固螺杆的下表面中段设置水平槽和螺孔，该水平槽的尺寸与L型钢的竖向段上表面配合，通过紧固螺钉连接；所述第三种紧固螺杆的上表面中段设置水平槽和螺孔，该水平槽的尺寸与千分表探头接触片的底面配合，通过紧固螺钉连接。

所述第一种紧固螺杆、第二种紧固螺杆和第三种紧固螺杆的方形截面的杆与被测试试件接触的一侧设有条形突起，以减少紧固螺杆与被测试件的接触面积，降低测试误差。

所述第一种紧固螺杆、第二种紧固螺杆和第三种紧固螺杆的圆形截面的杆与被测试试件接触的一侧设有条形突起。

本发明与其他用于测试水泥基材料静力弹性模量方法相比，具有如下显著的技术优势与特点：

（1）构造简单，加工方便，成本低。所用的螺母、压缩弹簧等都很容易加工或买到，价格低，具有一定经济优势。

（2）组装、拆卸方便。整个装置的组装只是通过几个紧固螺杆和螺钉紧固，与应变片测试方法相比，省略了试件表面处理、打磨、应变片黏贴、接线等诸多过程，因此，缩短了每个试件的平均所需的时间，提高了试验效率。

（3）可调节性好。可根据被测试件的大小，调整紧固螺栓尺寸和间距，满足不同材料和尺寸的静力弹性模量测试。

（4）精确度高。与应变片测试结果对比，两者测试误差在±5%以内。

附图说明

图1是本发明测试装置结构的实施例拆分图；

图2是本发明测试装置结构的组装示意图；

图3是图2的M向视图；

图4是图2的N向视图；

图5A和图5B分别是第一种紧固螺杆的俯视图和M向视图；

图6A和图6B分别是第二种紧固螺杆的俯视图和M向视图；

图7A和图7B分别是第三种紧固螺杆的俯视图和M向视图；

图8A和图8B分别是L型钢的N向视图和M向视图；

图9A和图9B分别是千分表探头接触片的俯视图和N向视图；

附图标记：

1-被测试试件；2-第一种紧固螺杆；2-1-水平向椭圆形孔；3-第二种紧固螺杆；3-1-水平向椭圆形孔；3-2-螺孔；3-3-水平槽；4-第三种紧固螺杆；4-1-水平向椭圆形孔；4-2-螺孔；4-3-水平槽；5-L型钢；5-1-竖向螺孔；5-2-竖向孔；5-3-水平螺孔；6-千分表探头接触片；6-1-竖向螺孔；7-千分表；8-紧固螺钉；9-水平紧固螺钉；10-垫片；11-压缩弹簧；12-紧固螺母。

具体实施方式

本发明提供了一种水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

该装置的结构如图1、图2和图3所示。两根位置相对的第一种紧固螺杆2和两根位置相对的第二种紧固螺杆3组成四边形的上框架，两根位置相对的第一种紧固螺杆2和两根位置相对的第三种紧固螺杆4组成四边形的下框架；第一种紧固螺杆2、第二种紧固螺杆3和第三种紧固螺杆4的一端均为方形截面的杆，另一端为圆形截面的杆，其中方形截面的杆与圆形截面的杆连接的一端底侧中间部位设置水平槽，供圆形截面的杆伸缩，另一端设置水平向椭圆形孔（2-1、3-1、4-1），与之相邻的另一根紧固螺杆的圆形截面的杆穿过相应的水平向椭圆形孔，并通过紧固螺母12固定；在每根紧固螺杆的圆形截面的杆上分别套装垫片10和压缩弹簧11。各个紧固螺杆可伸缩调节长度，且在紧固螺杆的方形截面的杆与被测试试件接触一侧设有条形突起，以减少紧固螺杆与被测试件的接触面积，降低测试误差。条形突起的断面为矩形，尺寸与被测试试件1的水平尺寸一致。

在竖直方向上，第二种紧固螺杆3和第三种紧固螺杆4位置相对应。第二种紧固螺杆3的方形截面杆段的下表面中段设置水平槽3-3和螺孔3-2，该水平槽3-3的尺寸与L型钢5竖向段截面尺寸一致，螺孔3-2与L型钢5上表面的竖向螺孔5-1位置相对应，通过紧固螺钉8将第二种紧固螺杆3和L型钢5连接；L型钢5的水平段底面设置千分表探头接触片6；第三种紧固螺杆4的方形截面杆段的上表面中段设置水平槽4-3和螺孔4-2，该水平槽4-3的尺寸与千分表探头接触片6宽度一致。千分表探头接触片6上设置贯通的竖向螺孔6-1，与螺孔4-2位置对应，通过紧固螺钉8将第三种紧固螺杆4、千分表探头接触片6、L型钢5固定。在L型钢5的水平段上设置竖向孔5-2，并在孔内安装千分表7；在L型钢5的水平段侧面上设置水平螺孔5-3，通过水平紧固螺钉9将千分表7固定在L型钢5上。

本发明在使用时，通过紧固螺钉8将L型钢5和千分表探头接触片6固定在第二种紧固螺杆3和第三种紧固螺杆4之间，将各紧固螺杆通过紧固螺母12固定在被测试试件1的外围，并使上框架和下框架分别保持水平；将千分表7插入L型钢5水平段的竖向孔5-2内，调整千分表7的位置，并通过水平螺孔5-3进行固定。测试时，用游标卡尺量取上下紧固螺杆条形凸起之间的间距，给被测试试件1施加初始应力，同时读取千分表7的初始值，再依次读取被测试试件1受不同压应力或拉应力作用下千分表7的度数，根据千分表7读数和上下紧固螺杆条形凸起之间的间距，可以得到相应的应变，结合相应应力大小，即可确定被测试件的静力弹性模量。

Claims

1.一种水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置，其特征在于，两根位置相对的第一种紧固螺杆（2）和两根位置相对的第二种紧固螺杆（3）组成四边形的上框架，两根位置相对的第一种紧固螺杆（2）和两根位置相对的第三种紧固螺杆（4）组成四边形的下框架；各个紧固螺杆可伸缩调节长度，且在紧固螺杆与被测试试件接触一侧设有条形突起；在竖直方向上，第二种紧固螺杆（3）和第三种紧固螺杆（4）位置相对应，并在两组第二种紧固螺杆（3）和第三种紧固螺杆（4）之间分别通过L型钢（5）和紧贴在L型钢（5）水平段下表面的千分表探头接触片（6）连接；在L型钢（5）水平段上设置竖向孔（5-2），并在孔内安装千分表（7）。

2.根据权利要求1所述的一种水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置，其特征在于，所述第一种紧固螺杆（2）、第二种紧固螺杆（3）和第三种紧固螺杆（4）的一端为方形截面的杆，另一端为圆形截面的杆，其中方形截面的杆与圆形截面的杆连接的一端底侧中间部位设置水平槽，供圆形截面的杆伸缩，另一端设置水平的椭圆形孔，与之相邻的另一根紧固螺杆的圆形截面的杆穿过该水平椭圆形孔，并通过紧固螺母（12）固定；在每根紧固螺杆的圆形截面的杆上套装垫片（10）和压缩弹簧（11）。

3.根据权利要求1所述的一种水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置，其特征在于，所述第二种紧固螺杆（3）的下表面中段设置水平槽和螺孔，该水平槽的尺寸与L型钢（5）的竖向段上表面配合，通过紧固螺钉连接；所述第三种紧固螺杆（4）的上表面中段设置水平槽和螺孔，该水平槽的尺寸与千分表探头接触片（6）的底面配合，通过紧固螺钉连接。

4.根据权利要求2所述的一种水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置，其特征在于，所述第一种紧固螺杆（2）、第二种紧固螺杆（3）和第三种紧固螺杆（4）的方形截面的杆与被测试试件接触的一侧设有条形突起，以减少紧固螺杆与被测试件的接触面积，降低测试误差。

5.根据权利要求4所述的一种水泥基材料静力抗压/抗拉弹性模量测试装置，其特征在于，所述第一种紧固螺杆（2）、第二种紧固螺杆（3）和第三种紧固螺杆（4）的圆形截面的杆与被测试试件接触的一侧设有条形突起。