CN105043877B - 一种新型芯样抗拉强度试验装置 - Google Patents

Abstract

一种新型芯样抗拉强度试验装置，包括带拉板套筒、试件固定套筒、垫圈和拉拔装置。试件固定套筒包括套筒，套筒的筒壁上部为厚度均匀的内丝部分，内丝部分底部开始向下逐渐变厚，截面呈正梯形；垫圈由两个大小一致的半圆弧型组成，其厚度沿垂直方向逐渐减小，截面呈与套筒下部的正梯形匹配的倒梯形，垫圈用于套设在试件两端，试件固定套筒套入试件后向两端提拉可使得垫圈与试件固定套筒相互咬合以夹紧试件；带拉板套筒与套筒的内丝部分螺纹连接，拉拔装置的一端与所述带拉板套筒铰接，另一端用于与拉力试验机铰接。本发明简化了抗拉试件与拉板粘接、拔落、破碎试件与拉板剥离等制备和处理过程，最大程度地提高了工作效率。

Description

一种新型芯样抗拉强度试验装置

技术领域

本发明涉及一种新型芯样抗拉强度试验装置。

背景技术

传统方法进行混凝土芯样抗拉强度检测时，使用建筑结构胶(通常使用环氧树脂)分别将钢制拉板将芯样两端粘接，小心放置数小时(通常为24小时左右)后进行加载试验。传统方法主要有以下几个弊端：

1、拉板与芯样难以充分粘接，试验中拉板容易脱落，若发生脱落情况，则需去除环氧胶泥后重新进行粘接，费时费力，且成功率无法保证；

2、环氧树脂具有一定毒性，破损试件及剩余材料进行无害处理程序繁琐、成本高昂，若处理不当必将造成环境污染；而且在制样、处理试件过程中对操作人员健康造成损害；

3、环氧树脂价格昂贵，而且无法重复利用，试验成本较高；

4、环氧树脂将拉板与芯样粘接后，需静置1天才能进行加载试验，芯样破坏后，又需耗费大量时间和人力进行芯样和拉板的剥离，因此1套试验设备完成1个芯样的抗拉强度试验，通常需要2～3天，1套设备进行1组芯样试验就会耗费至少1周时间，时间和人力成本高。

发明内容

本发明针对以上不足，提供一种操作方便、试验数据可靠的新型芯样抗拉强度试验装置，极大地简化了抗拉试件与拉板粘接、拔落、破碎试件与拉板剥离等制备和处理过程，最大程度地提高了工作效率，避免拉板与试件表面不垂直、拉杆与试件中心不对中等不利因素对试验结果的影响，具有简便、省时、高效、安全、经济、节能、环保等特点。

本发明采用的技术方案如下：

一种新型芯样抗拉强度试验装置，包括带拉板套筒、试件固定套筒、垫圈和拉拔装置，

所述试件固定套筒包括套筒，所述套筒的筒壁厚度沿垂直方向分为两部分：位于上部的厚度均匀的内丝部分，内丝部分底部开始向下逐渐变厚，截面呈正梯形；

所述垫圈由两个大小一致的半圆弧型组成，其厚度沿垂直方向逐渐减小，截面呈与套筒下部的正梯形匹配的倒梯形，所述垫圈用于套设在试件两端，试件固定套筒套入试件后向两端提拉可使得垫圈与试件固定套筒相互咬合以夹紧试件；

所述带拉板套筒与试件固定套筒的套筒的内丝部分螺纹连接，所述拉拔装置的一端与所述带拉板套筒铰接，另一端用于与拉力试验机铰接。

如上所述的新型芯样抗拉强度试验装置，所述带拉板套筒包括钢圈、与钢圈底部连接的带外丝压板以及位于钢圈内且与带外丝压板连接的带外丝小钢圈，带外丝压板的外丝与套筒的内丝部分螺纹连接。

如上所述的新型芯样抗拉强度试验装置，所述拉拔装置包括带内丝套筒、外丝接头拉杆、两个带内丝半球座，带内丝套筒的内丝用于与带外丝小钢圈的外丝螺纹连接，带内丝套筒内壁顶部设有半球状凹槽，外丝接头拉杆穿过带内丝套筒上部，外丝接头拉杆的上下两端分别与两个带内丝半球座螺纹连接，底部的带内丝半球座置入带内丝套筒半球状凹槽内实现外丝接头拉杆与带内丝套筒的铰接，上部的带内丝半球座用于与拉力试验机铰接。

如上所述的新型芯样抗拉强度试验装置，钢圈外壁设有手柄。

如上所述的新型芯样抗拉强度试验装置，套筒外壁设有手柄。

本发明将楔子原理应用于芯样与夹具间的固定，同时结合球面轴心对中实现试件与拉板、拉力机间的铰接，设计出一种新型芯样抗拉强度试验装置，与现有技术相比本发明具有的有益效果是：

1.创新性地将楔子原理用于试件与套筒间的固定，采用机械原理而不是化学方法实现圆柱形试件的紧密结合；

2.采用本试验装置，1套设备1天可完成10～20个芯样即3～7组抗拉强度试验，与传统方法相比，试验效率提高20～50倍；

3.采用本装置的试验过程避免了任何有毒物质，对人员健康不造成任何威胁；每次观测完成后，只需数分钟即可完成破坏芯样的去除工作，操作方便、安全可靠、省时省力；

4.可通过配备厚度不同的套环，满足不同直径范围的芯样；无需其他任何耗材。

5.同时自带球座的拉杆与试件及拉力机均实现铰接，在试验过程中可自适应地调整角度从而使试件拉伸方向与试件几何轴心线最大限度地重合或平行，不会出现传统粘接拉板装置由于试件表面倾斜而产生偏心拉力、试件在拉板附近拉断的情况。

附图说明

图1是本发明其中一个实施例的结构示意图；

图2(a)是本发明中带拉板套筒的剖视图，图2(b)是带拉板套筒的俯视图；

图3(a)是本发明中试件固定套筒的剖视图，图3(b)是试件固定套筒的俯视图；

图4(a)是本发明中垫圈的剖视图，图4(b)是垫圈的俯视图；

图5(a)是本发明中拉拔装置的剖视图，图5(b)是拉拔装置的俯视图。

图中：1—钢圈，2—手柄，3—带外丝小钢圈，4—带外丝压板，5—套筒，6—手柄，7—垫圈，8—带内丝套筒，9—带外丝接头拉杆，10—带内丝半球座，11—试件。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1所示为本发明新型芯样抗拉强度试验装置的结构示意图，所述新型芯样抗拉强度试验装置包括带拉板套筒、试件固定套筒、垫圈7和拉拔装置。

请继续参考图2(a)和图2(b)，所述带拉板套筒包括钢圈1、设于钢圈1外壁的手柄2、与钢圈1底部连接的带外丝压板4以及位于钢圈1内部且与带外丝压板4连接的带外丝小钢圈3。钢圈1的外壁设有手柄2(手柄2可焊接在钢圈1的外壁上)，手柄2用于移动装置、固定试件，带外丝小钢圈3的底部与带外丝压板4固定连接(例如焊接)，带外丝小钢圈3用于与拉拔装置连接，带外丝压板4用于与试件固定套筒固定，且带外丝压板4的顶部与钢圈1底部固定连接(例如焊接)。

请继续参考图3(a)和图3(b)，所述试件固定套筒包括套筒5、设于套筒5外壁的手柄6。所述套筒5的筒壁厚度沿垂直方向分为两部分：位于上部的厚度均匀的内丝部分，用于与带拉板套筒的带外丝压板4螺纹连接固定，内丝部分底部开始向下逐渐变厚，截面呈正梯形，该部位与垫圈7结合用于固定试件；手柄6用于移动装置、固定试件。

请继续参考图4(a)和图4(b)，所述垫圈7由两个大小一致的半圆弧型组成，其厚度沿垂直方向逐渐减小，截面呈倒梯形，用于调整并填充带拉板套筒与芯样间的间隙；垫圈7提供的倒梯形与套筒5下部的正梯形的斜面正好匹配，在抗拉试验中，呈相反移动趋势，根据楔子原理，其与试件的间隙随着试件移动而变小，直至完全夹紧试件。

请继续参考图5(a)和图5(b)，所述拉拔装置包括带内丝套筒8、外丝接头拉杆9、两个带内丝半球座10。其中带内丝套筒8的内丝用于与带外丝小钢圈3的外丝螺纹连接，带内丝套筒8内壁顶部设有半球状凹槽，外丝接头拉杆9穿过带内丝套筒8上部，外丝接头拉杆9的上下两端分别与两个带内丝半球座10螺纹连接，底部的带内丝半球座10置入带内丝套筒8半球状凹槽内且不会脱出，上部的带内丝半球座10用于与拉力试验机铰接，这样两个带内丝半球座10分别实现外丝接头拉杆9与带内丝套筒8的铰接及外丝接头拉杆9与拉力试验机的铰接。

如图1所示，该装置是以如下方式按三大步骤工作的：第一步，取一副垫圈7套在试件11一端，再将套筒5用手柄6由试件另一端套入试件11并向上提拉，与垫圈7结合，第二步，将带丝半球座10旋入外丝接头拉杆9后，穿入内丝套筒8，将该内丝套筒8内丝旋入带拉板套筒的带外丝小钢圈3；第三步，将带有拉拔装置的带拉板套筒的带外丝压板4通过钢圈1上焊接的手柄2旋入套筒5的上方内丝。另一端固定步骤同上，试件两端安装了上述装置后，即可在试件上粘贴应变片，通过外丝接头拉杆9和带丝半球座10将试件安装在拉力机上进行抗拉强度和极限拉伸值试验，实践证明，试验过程中，套筒5与垫圈7间由于楔子原理产生的咬合力将试件11固定得非常牢固，即垫圈7作为“楔子”存在于试件11与套筒5，套筒5、垫圈7在抗拉试验中，呈相反运动趋势，其与试件11的间隙随着试件11运动而变小，直至完全夹紧试件11，不会产生脱落等情况；同时外丝接头拉杆9与试件11及拉力机均实现铰接，在试验过程中可自适应地调整角度从而使试件拉伸方向与试件几何轴心线最大限度地重合或平行，不会出现传统粘接拉板装置由于试件表面倾斜而产生偏心拉力、试件在拉板附近拉断的情况。

本发明将楔子原理应用于芯样与夹具间的固定，同时结合球面轴心对中，制备了抗拉强度试验装置，可用于圆柱体芯样，亦可用于混凝土抗拉强度与极限拉伸值试件。与传统的采用环氧树脂粘接剂粘接拉板与芯样的方法相比，具有简便、省时、高效、安全、经济、节能、环保等显著优势，试验效率可提高20～50倍，具有良好的推广前景。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种芯样抗拉强度试验装置，其特征在于：包括带拉板套筒、试件固定套筒、垫圈和拉拔装置，

所述试件固定套筒包括套筒，所述套筒的筒壁厚度沿垂直方向分为两部分：位于上部的厚度均匀的内丝部分，内丝部分底部开始向下逐渐变厚，截面呈正梯形；

所述垫圈由两个大小一致的半圆弧型组成，其厚度沿垂直方向逐渐减小，截面呈与套筒下部的正梯形匹配的倒梯形，所述垫圈用于套设在试件两端，套筒套入试件后向两端提拉可使得垫圈与套筒相互咬合以夹紧试件；

所述带拉板套筒与套筒的内丝部分螺纹连接，所述拉拔装置的一端与所述带拉板套筒铰接，另一端用于与拉力试验机铰接；

所述带拉板套筒包括钢圈、与钢圈底部连接的带外丝压板以及位于钢圈内且与带外丝压板连接的带外丝小钢圈，带外丝压板的外丝与套筒的内丝部分螺纹连接；

所述拉拔装置包括带内丝套筒、外丝接头拉杆、两个带内丝半球座，带内丝套筒的内丝用于与带外丝小钢圈的外丝螺纹连接，带内丝套筒内壁顶部设有半球状凹槽，外丝接头拉杆穿过带内丝套筒上部，外丝接头拉杆的上下两端分别与两个带内丝半球座螺纹连接，底部的带内丝半球座置入带内丝套筒半球状凹槽内实现外丝接头拉杆与带内丝套筒的铰接，上部的带内丝半球座用于与拉力试验机铰接。

2.如权利要求1所述的芯样抗拉强度试验装置，其特征在于：钢圈外壁设有手柄。

3.如权利要求1所述的芯样抗拉强度试验装置，其特征在于：套筒外壁设有手柄。