CN107966343A - 用于pva纤维束与水泥基材料粘结试验的可拆卸模具 - Google Patents

用于pva纤维束与水泥基材料粘结试验的可拆卸模具 Download PDF

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Abstract

用于PVA纤维束与水泥基材料粘结试验的可拆卸模具,该模具包括底板、侧板、端板（3）、外螺纹杆（4）和大隔板（6）；侧板（2）、端板（3）和大隔板（6）设置在底板（1）上，侧板（2）并列平行设置，两个端板（3）分设在侧板（2）两端并与侧板（2）形成槽形结构，大隔板（6）设置在槽形结构内；在大隔板和端板同一高度位置预留供纤维束穿过的孔并且保持孔大小一致。本发明模具试件拆卸便捷，提高成形试件的完好率，确保预制裂缝的精度,进而使得实验数据更加真实可信，构造简便,提高试件成型效率。

Description

用于PVA纤维束与水泥基材料粘结试验的可拆卸模具
技术领域：
本发明专利涉及一种水泥基复合材料试件可拆卸模具,尤其有关一种PVA 纤维与水泥基复合材料三点弯曲粘结性能试块成型的可拆卸模具。
背景技术：
从微观角度测量PVA纤维与水泥基复合材料的粘结性能，需要将PVA纤维均匀分布在水泥基复合材料试件一定高度水平面，并且保证PVA纤维在水泥基复合材料中处于水平状态。现有模具制作的试件不能保证纤维均匀分布于水泥基复合材料试件一定高度水平面的要求，同时也不能满足纤维在水泥基复合材料试件当中保持水平状态。
进行三点弯曲实验的试件，试件伸缩缝的深度和位置尺寸的精度对实验的真实性和准确性具有较大影响。现有模具制作伸缩缝由预埋小钢板钢板端部制成，然而预埋小钢板在水泥基复合材料振捣过程中容易发生错位移动，使得预制裂缝的尺寸和设计尺寸存在较大差异，降低了试件的准确性，进而降低了实验的精确度和真实性。
发明内容：
发明目的：
本发明提供一种用于检测PVA纤维束与水泥基复合材料三点弯曲粘结性能试块成型的可拆卸模具，其目的是解决以往所存在问题。
技术方案：
一种用于PVA纤维束与水泥基材料粘结试验的可拆卸模具，其特征在于：该模具包括底板(1)、侧板(2)、端板(3)、外螺纹杆(4)和大隔板(6)；侧板(2)、端板(3)和大隔板(6)设置在底板(1)上，侧板(2)并列平行设置，两个端板(3)分设在侧板(2)两端并与侧板(2)形成槽形结构，大隔板(6)设置在槽形结构内；在大隔板和端板同一高度位置预留供纤维束穿过的孔并且保持孔大小一致。
在底板(1)上预留有不同尺寸的凹槽，侧板(2)、端板(3)和大隔板 (6)通过该凹槽设置在底板(1)上。
在端板(3)靠近四个角的位置打四个孔，外螺纹杆(4)穿过该孔后通过螺母和垫片与端板固定；四根外螺纹杆穿过两块端板后各预留40㎜的长度，即外螺纹杆(4)的端点超出端板40㎜。
在槽形结构内还设置有小隔板(5)，通过改变小隔板的高度尺寸使得浇筑后的材料在小隔板(5)的位置形成不同尺寸形式的槽，通过水泥基复合材料的浇筑自然成型。
利用上述的用于检测PVA纤维束与水泥基复合材料三点弯曲粘结性能试块成型的可拆卸模具所实施的弯曲粘结性能试验方法，该方法步骤如下：
(1)侧板通过底板凹槽与底板固定连接；
(2)端板距底板10mm处预留直径d＝2mm、间距c＝10mm的供纤维束穿过的孔；在距底板h＝15㎜和h＝85㎜、距各侧板外边缘8㎜处，预留d＝6㎜的侧板孔，端板通过外螺纹杆与侧板进行连接固定，端板通过滑槽连接底板，与侧板构成一个完整凹槽形结构；
(3)外螺纹杆穿过端板预留的侧板孔，通过螺母固定端板与端板，将两端板外侧预留PVA纤维缠绕于预留外螺纹杆螺纹凹槽处，通过螺母将PVA纤维固定于外螺纹杆；
(4)小隔板通过滑槽与底板连接，凸起部分即为预制裂槽；
(5)大隔板插入于两个侧板之间，将槽形结构分割成3个空间，大隔板从侧板一端间隔10㎜、距凹槽底板10㎜处预留孔，并且与端板预留孔保持平行相等；
将纤维以纤维束的形式从一侧端板依次穿过大隔板和另一侧端板上的孔，在两块端板外侧预留40㎜，将两端板外侧预留的PVA纤维缠绕于预留外螺纹杆螺纹凹槽处，通过螺母将PVA纤维固定于外螺纹杆，通过螺母给PVA纤维一定大小的约束力，保证位于水泥基复合材料中的PVA纤维在同一平面内且处于水平拉伸状态，通过胶结固定大隔板位置，保证PVA纤维的处于相同平面。
随后在大隔板内侧浇筑流动的水泥基复合材料，待初凝之后，剪断大隔板两侧的PVA纤维束并取出，拿出大隔板，将流动的水泥基复合材料浇筑于剩余凹槽内部空间。
侧板尺寸长×宽×高：108㎜×4㎜×34㎜，端板尺寸长×宽×高：140㎜× 4㎜×100㎜，外螺纹杆直径d＝6㎜，长度为480㎜；小隔板尺寸长×宽×高： 100mm×4mm×10mm；大隔板尺寸长×宽×高：100mm×2mm×100mm，铁板为实心铁板，具体尺寸宽×高：100mm×10mm。
优点效果：
本发明提供一种用于检测PVA纤维束与水泥基复合材料三点弯曲粘结性能试块成型的可拆卸模具，本发明装置在底板上方预留一定尺寸凹槽，依次将小隔板、侧板、端板与底板连接，外螺纹杆依次穿过前后端板，运用螺母和垫片固定端板和侧板，小隔板两端各放置一块大隔板，根据试验要求确定两块大隔板之间的距离，通过胶结确定大隔板位置。将PVA纤维从一端端板穿过大隔板与另一端隔板，端板两端各自预留一定长度PVA纤维束缠绕于外螺纹杆凹槽，运用螺母固定纤维。首先在大隔板之间浇筑砂浆，待砂浆初凝后剪断大隔板两侧纤维束，并将大隔板与端板之间纤维从隔板一侧抽出，然后取出大隔板，最后将砂浆浇筑模具剩余部分。
本发明模具与现有试验模具相比，通过小隔板高度和尺寸的大小来确定预制裂缝的深度和位置尺寸；通过大隔板之间间距控制PVA纤维在水泥基复合材料中的长度，循环利用，方便快捷。
本发明模具试件拆卸便捷，提高成形试件的完好率，确保预制裂缝的精度, 进而使得实验数据更加真实可信，构造简便,提高试件成型效率。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式：
针对上述现有模具在技术方面存在一些技术问题，本发明装置提供以一种结构简单、脱模便捷、试件尺寸精确、能够准确测量检测PVA纤维束与水泥基复合材料三点弯曲粘结性能试块成型的可拆卸模具。
该模具包括底板(1)、侧板(2)、端板(3)、外螺纹杆(4)和大隔板 (6)；侧板(2)、端板(3)和大隔板(6)设置在底板(1)上，侧板(2) 并列平行设置，两个端板(3)分设在侧板(2)两端并与侧板(2)形成槽形结构，大隔板(6)设置在槽形结构内；在大隔板和端板同一高度位置预留供纤维束穿过的孔并且保持孔大小一致。将纤维束依次穿过隔板和挡板，将两端预留纤维束缠绕于预留外螺纹杆两端用螺母固定，从而保证纤维在同一水平面。
在底板(1)上预留有不同尺寸的凹槽，侧板(2)、端板(3)和大隔板 (6)通过该凹槽设置在底板(1)上。拆模方便快捷，防止试件断裂。所述底板需定向凹槽外侧各延伸20mm，防止底板定向滑槽的断裂。也就是说在延伸部分没有槽。
在端板(3)靠近四个角的位置打四个孔，外螺纹杆(4)穿过该孔后通过螺母和垫片与端板固定；四根外螺纹杆穿过两块端板后各预留40mm的长度，即外螺纹杆(4)的端点超出端板40mm。端板底部与底板通过滑槽固定连接。
在槽形结构内还设置有小隔板(5)，通过改变小隔板的高度尺寸使得浇筑后的材料在小隔板(5)的位置形成不同尺寸形式的槽，通过水泥基复合材料的浇筑自然成型。端板在横向尺寸大于标准试件尺寸40mm，左右上下对称预留外螺纹杆穿过的孔洞，在距离底部一定高度，按照一定规律预留纤维穿过的孔洞，纤维穿过的孔洞和之前外螺纹杆穿过的孔洞之间不产生影响。
所述外螺纹杆通过前后端板各端预留40mm，用于固定PVA纤维,使得PVA 纤维在试件浇筑之前具有预制力，从而使得PVA纤维在水泥基复合材料试件中保持拉伸状态，保证PVA纤维在受力之前处于同一水平面。
通过调节隔板的位置，研究不同长度PVA纤维与水泥基复合材料的粘结性能，隔板分为小隔板和大隔板。通过改变小隔板的高度尺寸预留不同尺寸形式的缝，通过水泥基复合材料的浇筑自然成型。通过改变大隔板之间的间距，控制PVA纤维在水泥基复合材料中的长度，研究不同长度PVA纤维与水泥基复合材料的粘结性能，通过胶结固定大隔板的位置。
所述槽形结构中横向设有大、小隔板。大、小隔板与所述端板具有相同大小尺寸的孔洞，并且孔洞处于相同位置。大隔板用于控制水泥基复合材料中 PVA纤维的长度，PVA纤维从一侧端板依次穿过两块大隔板和另外一侧端板固定，两块大隔板分别以模具中间小隔板为起点，分别同时向两端端板方向通过移动，以两块大隔板之间的距离为PVA纤维在水泥基复合材料中的长度，然后固定大隔板并浇筑两块大隔板之间区域，待两块大隔板之间的水泥基复合材料初凝之后，分别从两块大隔板两端剪断两侧pva纤维并清理干净，最后水泥基复合材料浇筑剩余空间。
所述PVA纤维以纤维束的形式进行，由于单根PVA纤维直径较小，受到外界不确定因素影响较大，试验过程存在较大的不稳定性和不确定性，试验结果真实性较小。
所述底板为长方体，具体尺寸长×宽×高：430mm×140mm×10mm，底板在侧板、端板、隔板两端超出部分预留槽体，槽体具体尺寸宽×高：4mm×4 mm，长度根据具体板的长度确定，分别于侧板、端板、隔板连接，最终使得模具拆卸便捷，如图1所示。
所述侧板尺寸长×宽×高：108㎜×4㎜×34㎜，侧板通过底板凹槽与底板固定连接，如图1所示。
所述端板尺寸长×宽×高：140㎜×4㎜×100㎜，距底板10㎜处预留直径d＝2㎜、间距c＝10㎜的孔,共计9个。在距底板h＝15㎜和h＝85㎜、距各侧板外边缘8㎜处，预留d＝6㎜的孔，端板通过外螺纹杆与侧板进行连接固，端板通过滑槽连接底板，与侧板构成一个完整凹槽，如图1所示。
所述外螺纹杆直径d＝6㎜，长度为480㎜，穿过端板预留与侧板孔，通过螺母固定端板与隔板，将两端板外侧预留PVA纤维缠绕于预留外螺纹杆螺纹凹槽处，通过螺母将PVA纤维固定于外螺纹杆，如图1所示。
所述小隔板尺寸长×宽×高：100㎜×4㎜×10㎜，小隔板通过滑槽与底板连接，凸起部分即为预制裂缝具体尺寸，如图1所示。
所述大隔板尺寸长×宽×高：100㎜×2㎜×100㎜，插入于两个侧板之间，将凹槽分割成3个空间，大隔板从侧板一端间隔10㎜、距凹槽底板10 ㎜处预留孔，并且与端板预留孔保持平行相等，如图1所示。
所述PVA纤维，以纤维束的形式从一侧端板依次穿过大隔板和另一侧端板，在两块端板外侧预留40㎜，将两端板外侧预留PVA纤维缠绕于预留外螺纹杆螺纹凹槽处，通过螺母将PVA纤维固定于外螺纹杆。通过螺母给PVA纤维一定大小的约束力，保证位于水泥基复合材料中的PVA纤维在同一平面内处于水平拉伸状态。通过胶结固定大隔板的位置，保证PVA纤维的处于相同平面。
随后在大隔板内侧浇筑流动的水泥基复合材料，待初凝之后，剪断大隔板两侧的PVA纤维束并取出，拿出大隔板，将流动的水泥基复合材料浇筑于剩余凹槽内部空间。

Claims (6)

1.一种用于PVA纤维束与水泥基材料粘结试验的可拆卸模具，其特征在于：该模具包括底板(1)、侧板(2)、端板(3)、外螺纹杆(4)和大隔板(6)；侧板(2)、端板(3)和大隔板(6)设置在底板(1)上，侧板(2)并列平行设置，两个端板(3)分设在侧板(2)两端并与侧板(2)形成槽形结构，大隔板(6)设置在槽形结构内；在大隔板和端板同一高度位置预留供纤维束穿过的孔并且保持孔大小一致。
2.根据权利要求1所述的用于检测PVA纤维束与水泥基复合材料三点弯曲粘结性能试块成型的可拆卸模具，其特征在于：在底板(1)上预留有不同尺寸的凹槽，侧板(2)、端板(3)和大隔板(6)通过该凹槽设置在底板(1)上。
3.根据权利要求1所述的用于检测PVA纤维束与水泥基复合材料三点弯曲粘结性能试块成型的可拆卸模具，其特征在于：在端板(3)靠近四个角的位置打四个孔，外螺纹杆(4)穿过该孔后通过螺母和垫片与端板固定；四根外螺纹杆穿过两块端板后各预留40㎜的长度，即外螺纹杆(4)的端点超出端板40㎜。
4.根据权利要求1所述的用于检测PVA纤维束与水泥基复合材料三点弯曲粘结性能试块成型的可拆卸模具，其特征在于：在槽形结构内还设置有小隔板(5)，通过改变小隔板的高度尺寸使得浇筑后的材料在小隔板(5)的位置形成不同尺寸形式的槽，通过水泥基复合材料的浇筑自然成型。
5.利用权利要求1所述的用于检测PVA纤维束与水泥基复合材料三点弯曲粘结性能试块成型的可拆卸模具所实施的弯曲粘结性能试验方法，该方法步骤如下：
(1)侧板通过底板凹槽与底板固定连接；
(2)端板距底板10㎜处预留直径d＝2㎜、间距c＝10㎜的供纤维束穿过的孔；在距底板h＝15㎜和h＝85㎜、距各侧板外边缘8mm处，预留d＝6mm的侧板孔，端板通过外螺纹杆与侧板进行连接固定，端板通过滑槽连接底板，与侧板构成一个完整凹槽形结构；
(3)外螺纹杆穿过端板预留的侧板孔，通过螺母固定端板与端板，将两端板外侧预留PVA纤维缠绕于预留外螺纹杆螺纹凹槽处，通过螺母将PVA纤维固定于外螺纹杆；
(4)小隔板通过滑槽与底板连接，凸起部分即为预制裂槽；
(5)大隔板插入于两个侧板之间，将槽形结构分割成3个空间，大隔板从侧板一端间隔10mm、距凹槽底板10㎜处预留孔，并且与端板预留孔保持平行相等；
将纤维以纤维束的形式从一侧端板依次穿过大隔板和另一侧端板上的孔，在两块端板外侧预留40㎜，将两端板外侧预留的PVA纤维缠绕于预留外螺纹杆螺纹凹槽处，通过螺母将PVA纤维固定于外螺纹杆，通过螺母给PVA纤维一定大小的约束力，保证位于水泥基复合材料中的PVA纤维在同一平面内且处于水平拉伸状态，通过胶结固定大隔板位置，保证PVA纤维的处于相同平面。
随后在大隔板内侧浇筑流动的水泥基复合材料，待初凝之后，剪断大隔板两侧的PVA纤维束并取出，拿出大隔板，将流动的水泥基复合材料浇筑于剩余凹槽内部空间。
6.根据权利要求5所述的弯曲粘结性能试验方法，其特征在于：侧板尺寸长×宽×高：108㎜×4mm×34mm，端板尺寸长×宽×高：140㎜×4㎜×100㎜，外螺纹杆直径d＝6㎜，长度为480㎜；小隔板尺寸长×宽×高：100㎜×4㎜×10㎜；大隔板尺寸长×宽×高：100㎜×2㎜×100㎜，铁板为实心铁板，具体尺寸宽×高：100㎜×10㎜。
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