CN109356368A - 一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置和方法，该装置包括模具框和隔水件，模具框的顶部和底部分别为开口端，模具框套设于砌体的顶部，且模具框的顶部高于砌体的顶部；隔水件分别紧贴砌体的上端面和模具框的内壁设置，使模具框内的找平物与砌体隔离。该方法包括装设模具框和隔水件；制作石膏找平层。本发明解决了生土基砌体抗压强度测量时由于标准试件顶部找平层的不稳定性导致的测量结果误差大的问题；相较于水泥砂浆找平，大大缩短了找平层的固化时间，同时解决了找平层固化过程的变形，大大提高了测量的精确度。
Description
技术领域
本发明属于建筑结构技术领域，尤其是涉及一种抗压强度测量的砌体顶部找平装置和方法。
背景技术
抗压强度是指材料在外力施加压力时的强度极限，反映了材料承受外界压力的能力。生土基砌体抗压强度是反映其在破坏之前的承压能力的重要力学特性指标，因此准确的测出生土基砌体的抗压强度对于科研与实际工程都有着重要意义。
目前《砌体基本力学性能试验方法标准》中推荐的将快硬浆料直接涂抹至砌体顶部并通过挤压出多余的浆料进行找平的方式没有考虑到砌体吸水与挤压过程中浆料的不稳定性，找平效果不理想。由于目前生土基砌体的抗压强度的研究还在完善当中，现有的测量生土基砌体抗压强度时标准试件的顶部找平实验方法较多，测量精度参差不齐。
目前常用的有湿沙找平与水泥砂浆找平。湿沙找平时，湿沙较为松散导致与加载板之间的摩擦力较低，在加载时加载面的找平方式发生改变导致环箍效应对砌体抗压强度的增强作用减小，以至于误差较大。水泥砂浆找平时，水泥砂浆强度形成时间较长(养护时间28d)，在养护过程中水分丧失产生了不同程度的变形，导致砂浆找平层也发生变形，致使误差较大。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置和方法，解决了生土基砌体抗压强度测量时由于标准试件顶部找平层的不稳定性导致的测量结果误差大的问题；相较于水泥砂浆找平，大大缩短了找平层的固化时间，同时解决了找平层固化过程的变形，大大提高了测量的精确度。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以解决。
(一)一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置，包括模具框和隔水件，所述模具框的顶部和底部分别为开口端，所述模具框套设于砌体的顶部，且所述模具框的顶部高于砌体的顶部；所述隔水件分别紧贴砌体的上端面和所述模具框的内壁设置，使模具框内的找平物与砌体隔离。
另外，本发明提供的用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置还可以具有以下附加技术特征：
优选的，所述模具框的横截面为平行四边形。
进一步优选的，所述模具框包含第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，所述第一侧板和第二侧板之间为固定连接，所述第二侧板和第三侧板之间、所述第三侧板和第四侧板之间、所述第四侧板和第一侧板之间分别为可拆卸式连接。
进一步优选的，所述第一侧板、第二侧板和第三侧板上分别水平开设有滑槽，所述第三侧板的靠近第二侧板的一端和第四侧板的两端分别对应设置有滑杆，所述滑杆沿对应滑槽移动，且所述滑杆的端部伸出对应的滑槽。
进一步优选的，所述滑杆的伸出端设置有外螺纹，所述滑杆的伸出端装配有与外螺纹相匹配的螺母。
优选的，所述第四侧板的一端套设有滑块，所述第四侧板沿滑块移动。
优选的，还包括储料卷，所述储料卷设置于第一侧板、第二侧板或第三侧板的外侧，且所述储料卷的宽度大于对应侧板的长度。
优选的，所述模具框的材质为铝合金。
(二)一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平方法，包括以下步骤：
步骤1，将上述砌体顶部找平装置装于砌体的顶部，使模具框顶部高于砌体顶部，同时使隔水件紧贴砌体的上端面和模具框的内壁；
步骤2，将石膏与水混合，得石膏浆料，将石膏浆料倒入模具框，待石膏浆料初凝后，得初品找平层；脱模，硬化，得石膏找平层。
优选的，步骤2中，所述石膏与水的质量比为1.2-1.4:1。
优选的，步骤2中，所述脱模是卸掉模具框后，脱除隔水件。
与现有技术对比，本发明的有益效果为：
(1)本发明采用石膏在砌体顶部自流平的方法进行砌体顶部找平，找平层形状稳定，提高了测量数据的精确度，且石膏凝固速度快，大大缩短了抗压强度测量所需时间。
(2)本发明装置在找平层与砌体之间加入隔水件，避免了找平层凝固过程中由于水的渗漏引起的找平层变形和砌体顶部的渗水现象，从而避免了找平层变形和砌体含水量增加引起的测量结果离散度高和精度差的问题。
(3)本发明装置的尺寸可调，适用的砌体尺寸范围大，可方便快速的调节尺寸，且结构简单，操作方便，易于拆装，成本低，易于推广使用。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1是本发明的用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置装设于砌体顶部的立体结构图。
图2是本发明的用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置一种实施例的立体结构示意图。
图3是本发明中各实施例所得试件的测量结果比对图。
以上图中：1模具框；11第一侧板；12第二侧板；13第三侧板；14第四侧板；141滑块；15滑槽；16滑杆；17螺母；2隔水件；3砌体；4储料卷。
具体实施方式
实施例1
参考图1和图2，本发明的一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置，模具框1和隔水件2，所述模具框1的顶部和底部分别为开口端，所述模具框 1套设于砌体3的顶部，且所述模具框1的顶部高于砌体3的顶部；所述隔水件2分别紧贴砌体3的上端面和所述模具框1的内壁设置，使模具框1内的找平物与砌体3隔离。
在以上实施例中，包括模具框1和隔水件2，模具框1的顶部和底部分别为开口端，便于找平浆液自顶部开口倒入模具框1，并落入模具框1底部开口端的砌体3的上端面，实现砌体3顶部的找平；模具框1套设于砌体3的顶部，且模具框1的顶部高于砌体3的顶部；模具框1用于限制找平层的面积，使找平层的面积与砌体3上端面相匹配，从而使找平浆液能够在模具框1内形成找平层。隔水件2分别紧贴砌体3的上端面和模具框1的内壁设置，其中，隔水件2为防水薄膜等柔软、易变形的防水物质，使模具框1内的找平物与砌体3隔离，避免了找平层凝固过程中由于水的渗漏引起的找平层变形和砌体3顶部的渗水现象，从而避免了找平层变形和砌体3含水量增加引起的测量结果离散度高和精度差的问题。
本发明的用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置，还具有以下附加实施例：
参考图1和图2，根据本发明的一个实施例，模具框1的横截面为平行四边形。
在以上实施例中，模具框1的横截面为平行四边形，平行四边形能够保证可通过各个侧板的平行移动调节模具框1所围面积的大小。同时平行四边形包含了矩形，与目前主流的砌体3抗压强度测量的标准试件形状相同，便于适用于目前砌体3的抗压强度测量。
参考图1和图2，根据本发明的一个实施例，模具框1包含第一侧板11、第二侧板12、第三侧板13和第四侧板14，第一侧板11和第二侧板12之间为固定连接，第二侧板12和第三侧板13之间、第三侧板13和第四侧板14 之间、第四侧板14和第一侧板11之间分别为可拆卸式连接。
在以上实施例中，第一侧板11、第二侧板12、第三侧板13和第四侧板 14，形成模具框1框体，第一侧板11和第二侧板12之间为固定连接，使模具框1结构稳定，第二侧板12和第三侧板13之间、第三侧板13和第四侧板 14之间、第四侧板14和第一侧板11之间分别为可拆卸式连接，使模具框1 所围成的内部空间大小可调，使本装置适用的砌体3尺寸范围大，且便于使用过程中的拆装。
参考图1和图2，根据本发明的一个实施例，第一侧板11、第二侧板12 和第三侧板13上分别水平开设有滑槽15，第三侧板13的靠近第二侧板12的一端和第四侧板14的两端分别对应设置有滑杆16，滑杆16沿对应滑槽15移动，且滑杆16的端部伸出对应的滑槽15。
在以上实施例中，滑杆16沿对应滑槽15移动，带动第三侧板13和第四侧板14移动，进而实现了模具框1所围空间的面积的调节，且滑杆16的端部伸出对应的滑槽15，便于通过滑杆16的伸出端固定滑杆16的位置。
参考图1和图2，根据本发明的一个实施例，滑杆16的伸出端设置有外螺纹，滑杆16的伸出端装配有与外螺纹相匹配的螺母17。
在以上实施例中，滑杆16的伸出端设置有外螺纹，滑杆16的伸出端装配有与外螺纹相匹配的螺母17，使相邻侧板之间固定连接，同时便于第三侧板13和第四侧板14的拆装。
参考图1和图2，根据本发明的一个实施例，第四侧板14的一端套设有滑块141，第四侧板14沿滑块141移动。
在以上实施例中，第四侧板14的一端套设有滑块141，第四侧板14沿滑块141移动，便于通过滑块141来调节第四侧板14所在的模具框1的边长，且结构简单，操作方便。
参考图1，根据本发明的一个实施例，还包括储料卷4，储料卷4设置于第一侧板11、第二侧板12或第三侧板13的外侧，且储料卷4的宽度大于对应侧板的长度。
在以上实施例中，储料卷4为薄膜卷等能够方便存储隔水件2如防水薄膜的物质，在使用过程中需要隔水件2时能够方便的取用，储料卷4的宽度大于对应侧板的长度，使隔水件2能够覆盖整个砌体3的上端面，形成完整的找平层，保证最终的测量效果。
参考图1和图2，根据本发明的一个实施例，模具框1的材质为铝合金。在以上实施例中，铝合金材质便于与隔水件2的吸附，同时材料易得，使用寿命长。
实施例2
一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平方法，包括以下步骤：
步骤1，移动第三侧板和第四侧板两端的滑杆，同时滑动第四侧板沿滑块移动，至模具框紧贴砌体的侧壁的顶部，使模具框顶部高于砌体顶部30mm，采用螺母旋拧于各个滑杆上，固定第三侧板和第四侧板，同时，停止滑动滑块；将防水薄膜铺设于模具框内，使防水薄膜紧贴砌体的上端面和模具框的内壁。
步骤2，将石膏与水以质量比1.3:1进行混合，得石膏浆料，将石膏浆料倒入模具框，5min后石膏浆液初凝，得初品找平层；拆除模具框，脱除防水薄膜，待40min后初品找平层硬化，得石膏找平层试件，其厚度为15mm。重复上述试验，获得一组(5个)石膏找平层试件。
实施例3
一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平方法，包括以下步骤：
步骤1，移动第三侧板和第四侧板两端的滑杆，同时滑动第四侧板沿滑块移动，至模具框紧贴砌体的侧壁的顶部，使模具框顶部高于砌体顶部35mm，采用螺母旋拧于各个滑杆上，固定第三侧板和第四侧板，同时，停止滑动滑块；将防水薄膜铺设于模具框内，使防水薄膜紧贴砌体的上端面和模具框的内壁。
步骤2，将石膏与水以质量比1.4:1进行混合，得石膏浆料，将石膏浆料倒入模具框，8min后石膏浆液初凝，得初品找平层；拆除模具框，脱除防水薄膜，待50min后初品找平层硬化，得石膏找平层试件，其厚度为16mm。
实施例4
一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平方法，包括以下步骤：
步骤1，移动第三侧板和第四侧板两端的滑杆，同时滑动第四侧板沿滑块移动，至模具框紧贴砌体的侧壁的顶部，使模具框顶部高于砌体顶部40mm，采用螺母旋拧于各个滑杆上，固定第三侧板和第四侧板，同时，停止滑动滑块；将防水薄膜铺设于模具框内，使防水薄膜紧贴砌体的上端面和模具框的内壁。
步骤2，将石膏与水以质量比1.2:1进行混合，得石膏浆料，将石膏浆料倒入模具框，6min后石膏浆液初凝，得初品找平层；拆除模具框，脱除防水薄膜，待45min后初品找平层硬化，得石膏找平层试件，其厚度为14mm。
对比实施例1
一种砌体的湿沙找平方法，具体如下：
将沙石颗粒直径在0.125mm-0.05mm范围内的碎屑颗粒(本实验采用砾、砂一类碎屑颗粒)加水润湿，得湿沙料，湿沙料的含水率为12％，随后将湿沙料均匀摊铺在砌体的上端面，得湿沙层，对湿沙层施加10％预估破坏荷载，使多余湿沙挤出，得湿沙找平层试件，湿沙找平层的厚度为15mm。重复上述试验，获得一组(5个)湿沙找平层试件。
对比实施例2
一种砌体的水泥砂浆找平方法，参照《砌筑砂浆配合比设计规程》配制强度等级为M15的水泥砂浆，将水泥砂浆均匀地涂抹在砌体的上端面，得水泥砂浆层，制备过程中采用水准尺控制水泥砂浆层的平整度，水泥砂浆层厚度为15mm，待1h后，水泥砂浆层初凝，10h后，水泥砂浆层终凝，得水泥砂浆找平层试件。重复上述试验，获得一组(5个)水泥砂浆找平层试件。
对上述实施例2所得石膏找平层试件、对比实施例1所得湿沙找平层试件和对比实施例2所得水泥砂浆找平层试件分别进行抗压强度测试，试验采用MAS-500伺服作动器施加竖向荷载，最大量程为500kN，并用JAW-1000 电液伺服结构试验系统控制，系统可以自动记录竖向位移和荷载；各试件的测点布置及加载方案参照我国《砌体基本力学性能试验方法标准》进行，测试数据参照《砌体基本力学性能试验方法标准》进行计算处理，具体计算公式如下：
均值计算公式：
标准差计算公式：
变异系数计算公式：
其中，mx是一组砌体试件抗压强度测量值的平均值，s是一组砌体试件抗压强度测量值的标准差，xi是每个试件抗压强度的测量值(N/mm2)，n是一组砌体试件的数量。
测试结果如表1所示：
表1各砌体试件的抗压强度测试结果
从表1和图3可以看出，实施例1中采用本发明所得的一组石膏找平层试件进行抗弯强度测量的结果的离散度最小，该组试件的标准差为0.03，变异系数为5.24％，测试结果的可靠性高；对比实施例1中湿沙找平层试件所测结果离散度最大，该组试件的标准差为0.057，变异系数为12.9％，测试结果的可靠性低；对比实施例2中的水泥砂浆找平层试件所测结果的标准差为 0.05，与对比实施例1相差不大，变异系数为10.9％，测试结果的可靠性较低。
综上可知，本发明的石膏找平法相较于传统的湿沙找平法和水泥砂浆找平法，其所得试件抗压强度的测试结果离散性显著降低，能够大大的提高生土基砌体抗压强度测试的准确性；同时本发明的石膏找平法相较于水泥砂浆找平法，大大缩短了试件的制备时间，缩短整个测量工艺所用时间，同时，消除了环箍效应对测量结果的影响，避免水泥砂浆的养护过程，试件强度的变化，为砌体的抗压强度测量提供了快速有效的方法。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置，其特征在于，包括模具框(1)和隔水件(2)，所述模具框(1)的顶部和底部分别为开口端，所述模具框(1)套设于砌体(3)的顶部，且所述模具框(1)的顶部高于砌体(3)的顶部；所述隔水件(2)分别紧贴砌体(3)的上端面和所述模具框(1)的内壁设置，使模具框(1)内的找平物与砌体(3)隔离。
2.根据权利要求1所述的用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置，其特征在于，所述模具框(1)的横截面为平行四边形。
3.根据权利要求2所述的用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置，其特征在于，所述模具框(1)包含第一侧板(11)、第二侧板(12)、第三侧板(13)和第四侧板(14)，所述第一侧板(11)和第二侧板(12)之间为固定连接，所述第二侧板(12)和第三侧板(13)之间、所述第三侧板(13)和第四侧板(14)之间、所述第四侧板(14)和第一侧板(11)之间分别为可拆卸式连接。
4.根据权利要求3所述的用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置，其特征在于，所述第一侧板(11)、第二侧板(12)和第三侧板(13)上分别水平开设有滑槽(15)，所述第三侧板(13)的靠近第二侧板(12)的一端和第四侧板(14)的两端分别对应设置有滑杆(16)，所述滑杆(16)沿对应滑槽(15)移动，且所述滑杆(16)的端部伸出对应的滑槽(15)。
5.根据权利要求4所述的用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置，其特征在于，所述滑杆(16)的伸出端设置有外螺纹，所述滑杆(16)的伸出端装配有与外螺纹相匹配的螺母(17)。
6.根据权利要求3所述的用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置，其特征在于，所述第四侧板(14)的一端套设有滑块(141)，所述第四侧板(14)沿滑块(141)移动。
7.根据权利要求3所述的用于抗压强度测量的砌体顶部找平装置，其特征在于，还包括储料卷(4)，所述储料卷(4)设置于第一侧板(11)、第二侧板(12)或第三侧板(13)的外侧，且所述储料卷(4)的宽度大于对应侧板的长度。
8.一种用于抗压强度测量的砌体顶部找平方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将砌体顶部找平装置装于砌体的顶部，使模具框顶部高于砌体顶部，同时使隔水件紧贴砌体的上端面和模具框的内壁；
步骤2，将石膏与水混合，得石膏浆料，将石膏浆料倒入模具框，石膏浆料初凝后，得初品找平层；脱模，硬化，得石膏找平层。
9.根据权利要求8所述的用于抗压强度测量的砌体顶部找平方法，其特征在于，步骤2中，所述石膏与水的质量比为1.2-1.4:1。
10.根据权利要求8所述的用于抗压强度测量的砌体顶部找平方法，其特征在于，步骤2中，所述脱模是卸掉模具框后，脱除隔水件。
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