CN109822725B

CN109822725B - 一种用于纤维水泥土试块制作的模具和方法

Info

Publication number: CN109822725B
Application number: CN201910180031.2A
Authority: CN
Inventors: 马冬冬; 马芹永; 黄坤; 苏晴晴; 袁璞
Original assignee: Anhui University of Science and Technology
Current assignee: Anhui University of Science and Technology
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: CN109822725A

Abstract

本发明涉及一种用于纤维水泥土试块制作的模具和方法，由上盖、中部主体、下盖组成；上盖和下盖均可放置在中部主体内部，上盖面积和下盖面积均与中部主体内部横截面积相同，上盖和下盖可通过螺栓固定在中部主体内部；上盖内部设有沿圆心对称分布的空心圆柱；下盖上方设有沿圆心对称分布的实心圆柱，且其大小和分布位置均与上盖内部的空心圆柱完全相同；中部主体内壁设有刻度线，本发明具有结构简单、操作方便等特点。

Description

一种用于纤维水泥土试块制作的模具和方法

技术领域

本发明专利涉及一种用于纤维水泥土试块制作的模具和方法。

背景技术

水泥土以价格低廉、取材方便、工作性能较好等优点被广泛应用于地基和边坡加固等工程应用中。相关研究表明，在水泥土中加入纤维制作成纤维水泥土，能够改良水泥土脆性高、强度低、耐久性差等缺点。

为测试纤维水泥土的工作性能，如强度、弹性模量、变形特性等，需要采用室内试验的方式进行测试，通常制作室内试验水泥土试样的步骤如下：

(1)碎土：将原状土破碎后，过固定粒径的筛网，留下所需粒径的土颗粒；

(2)拌土：将计算好的水多次、均匀地加入至筛分后的土颗粒中，拌和后放置48h以上，以保证土样各部分含水率均匀；

(3)纤维和水泥的加入：在步骤(2)后，将所需质量的纤维和水泥加入土样中，并拌和均匀；

(4)将步骤(3)的拌和物加入试验所需尺寸的水泥土试样模具中，分层击实。

在上述试样制作的步骤(4)中，通常情况下，在每一层纤维水泥土击实后，需要进行“拉毛”操作处理，以增强层与层之间的粘结力，防止试样出现“分层”现象。但对于纤维水泥土试样，在进行“拉毛”处理时，往往是采用螺丝刀、刀片等刚度较大的工具在纤维水泥土表面进行横向和纵向操作，而这样操作有以下两方面的不足：①“拉毛”过程中容易引起纤维断裂；②对于不同的层，每次“拉毛”处理的效果，如“拉毛”深度、条数、形状等参数的一致性难以保证，造成不同位置的层与层之间的粘结情况差距较大。以上两方面的不足都会对试验结果造成很大的误差，鉴于此，需要发明一种用于纤维水泥土试块制作的模具和方法，以减少“拉毛”处理造成的试验误差。

发明内容

本发明专利提供了一种用于纤维水泥土试块制作的模具和方法，目的是解决常规纤维水泥土试块制作过程中的“拉毛”过程引起纤维断裂和不同层之间粘结情况差距较大的问题。本发明具有结构简单、操作方便等特点。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于纤维水泥土试块制作的模具，是由上盖、中部主体、下盖组成；其中，上盖和下盖均可放置在中部主体内部，上盖面积和下盖面积均与中部主体内部横截面积相同，上盖和下盖可通过螺栓固定在中部主体内部。

上述模具中，所述上盖、中部主体、下盖均为圆形。

上述模具中，所述上盖内部设有沿圆心对称分布的空心圆柱。

上述模具中，所述下盖上方设有沿圆心对称分布的实心圆柱，且其大小和分布位置均与上盖内部的空心圆柱完全相同。

上述模具中，所述中部主体分为两种，一种为上下两端均开有对称分布的螺孔，用于螺栓固定上盖和下盖于中部主体的内部，称为两端开螺孔型；另一种为仅一端开有对称分布的螺孔，用于用于螺栓固定上盖或下盖于中部主体的内部，称为一端开螺孔型。

上述模具中，所述中部主体内壁设有刻度线。

一种用于纤维水泥土试块制作的方法，包括以下步骤：

第一步，将已拌和均匀的纤维、水泥、土的混合物准备好；

第二步，底层纤维水泥土试样的制作：中部主体选择一端开螺孔型，将上盖固定在中部主体内部，拧紧固定螺栓，再将其倒置，使上盖处于模具底部，再将纤维、水泥、土的混合物放置在该模具中，使用压实仪将混合物压实，抹平试样表面，最后，松开固定螺栓，取出上盖，将压实后的土样取出并倒置，即可形成底层纤维水泥土试样；

第三步，中间层纤维水泥土试样的制作：中部主体选择两端开螺孔型，将下盖固定在中部主体内部，拧紧固定螺栓，再将纤维、水泥、土的混合物放置在该模具中，使用压实仪将土样压实，待土样高度达到中部主体高度减去上盖厚度后停止压实，将上盖固定在中部主体内部，拧紧固定螺栓，再将纤维、水泥、土的混合物沿着上盖的空心圆柱放入并进行压实，抹平试样表面，最后，松开固定螺栓，取出上盖和下盖，将压实后的土样取出，即可形成中间层纤维水泥土试样；

第四步，顶层纤维水泥土试样的制作：中部主体选择一端开螺孔型，将下盖固定在中部主体内部，拧紧固定螺栓，再将纤维、水泥、土的混合物放置在该模具中，使用压实仪将混合物压实，抹平试样表面，最后，松开固定螺栓，取出下盖，将压实后的土样取出，即可形成顶层纤维水泥土试样；

第五步，将制作好的底层纤维水泥土试样、中间层纤维水泥土试样、顶层纤维水泥土试样放置好，按照所需纤维水泥土试样的尺寸制作对应的中间层纤维水泥土试样数量，按照底层纤维水泥土试样、中间层纤维水泥土试样、顶层纤维水泥土试样的顺序从下向上依次放置在所需纤维水泥土试块尺寸的模具中，使用压实仪将土样压实，上下面抹平后，拆模取出试样，即制作完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

通过所述的包含上盖、中部主体、下盖的模具，就能够制作出不同位置的土样(如上层、中间层、下层)，通过上盖内部设置的对称分布的空心圆柱和下盖上方设置的对称分布的实心圆柱就能够制作出含有凸起和凹槽的纤维水泥土试样，通过不同层土样的上部或下部所形成的凸起和凹槽，能够起到代替“拉毛”处理的步骤，且能够减少纤维的断裂；此外，由于每层之间的凸起和凹槽一一对应，能够保证每层之间的粘结情况相同。以上两方面的组合效果能够减少由试样的不均匀性造成试验误差的缺点。

附图说明

图1是纤维水泥土试块制作模具的上盖、中部主体、下盖的结构示意图。

图2是用于制作底层纤维水泥土试样模具的结构示意图。

图3是用于制作中间层纤维水泥土试样模具的结构示意图。

图4是用于制作顶层纤维水泥土试样模具的结构示意图。

图5是制作好的底层、中间层、顶层纤维水泥土试样的示意图。

图6是使用底层、中间层、顶层纤维水泥土试样制作完整纤维水泥土试块的示意图。

图中标号说明：1-上盖，2-中部主体，3-下盖，4-刻度线，5-空心圆柱，6-实心圆柱，7-螺孔，8-螺栓，9-底层纤维水泥土试样，10-中间层纤维水泥土试样，11-顶层纤维水泥土试样。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明专利做进一步的详细说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1～图4是一种用于纤维水泥土试块制作的模具，是由上盖1、中部主体2、下盖3组成；其中，上盖1和下盖3均可放置在中部主体2内部，上盖1面积和下盖3面积均与中部主体2内部横截面积相同，上盖1和下盖3可通过螺栓8固定在中部主体2内部；上盖1内部设有沿圆心对称分布的空心圆柱5；下盖3上方设有沿圆心对称分布的实心圆柱6，且其大小和分布位置均与上盖1内部的空心圆柱5完全相同；中部主体2分为两种，一种为上下两端均开有对称分布的螺孔7，用于螺栓8固定上盖1和下盖3于中部主体2的内部，称为两端开螺孔型；另一种为仅一端开有对称分布的螺孔7，用于用于螺栓8固定上盖1或下盖3于中部主体2的内部，称为一端开螺孔型；中部主体2内壁设有刻度线4；上盖1、中部主体2、下盖3均为圆形；上盖1、中部主体2、下盖3均由高强玻璃钢材料组成。

一种用于纤维水泥土试块制作的方法，包括以下步骤：

第一步，将已拌和均匀的纤维、水泥、土的混合物准备好；

第二步，底层纤维水泥土试样9的制作：中部主体2选择一端开螺孔型，将上盖1固定在中部主体2内部，拧紧固定螺栓8，再将其倒置，使上盖1处于模具底部，再将纤维、水泥、土的混合物放置在该模具中，使用压实仪将混合物压实，抹平试样表面，最后，松开固定螺栓8，取出上盖1，将压实后的土样取出并倒置，即可形成底层纤维水泥土试样9，如图5所示；

第三步，中间层纤维水泥土试样10的制作：中部主体2选择两端开螺孔型，将下盖3固定在中部主体2内部，拧紧固定螺栓8，再将纤维、水泥、土的混合物放置在该模具中，使用压实仪将土样压实，待土样高度达到中部主体2高度减去上盖1厚度后停止压实，将上盖1固定在中部主体2内部，拧紧固定螺栓8，再将纤维、水泥、土的混合物沿着上盖1的空心圆柱5放入并进行压实，抹平试样表面，最后，松开固定螺栓8，取出上盖1和下盖3，将压实后的土样取出，即可形成中间层纤维水泥土试样10，如图5所示；

第四步，顶层纤维水泥土试样11的制作：中部主体2选择一端开螺孔型，将下盖3固定在中部主体2内部，拧紧固定螺栓8，再将纤维、水泥、土的混合物放置在该模具中，使用压实仪将混合物压实，抹平试样表面，最后，松开固定螺栓8，取出下盖3，将压实后的土样取出，即可形成顶层纤维水泥土试样11，如图5所示；

第五步，将制作好的底层纤维水泥土试样9、中间层纤维水泥土试样10、顶层纤维水泥土试样11放置好，按照所需纤维水泥土试块的尺寸制作对应的中间层纤维水泥土试样10数量，按照底层纤维水泥土试样9、中间层纤维水泥土试样10、顶层纤维水泥土试样11的顺序从下向上依次放置在所需纤维水泥土试块尺寸的模具中，如图6所示，使用压实仪将土样压实，上下面抹平后，拆模取出试样，即制作完成。

Claims

1.一种用于纤维水泥土试块制作的方法，包括以下步骤：

第一步，将已拌和均匀的纤维、水泥、土的混合物准备好；

第二步，底层纤维水泥土试样(9)的制作：中部主体(2)选择一端开螺孔型，将上盖(1)固定在中部主体(2)内部，拧紧固定螺栓(8)，再将其倒置，使上盖(1)处于模具底部，所述上盖(1)内部设有沿圆心对称分布的空心圆柱(5)，再将纤维、水泥、土的混合物放置在该模具中，使用压实仪将混合物压实，抹平试样表面，最后，松开螺栓(8)，取出上盖(1)，将压实后的土样取出并倒置，即可形成顶部带有凸起的底层纤维水泥土试样(9)；

第三步，中间层纤维水泥土试样(10)的制作：中部主体(2)选择两端开螺孔型，将下盖3固定在中部主体(2)内部，拧紧固定螺栓(8)，所述下盖(3)上方设有沿圆心对称分布的实心圆柱(6)，且其大小和分布位置均与上盖(1)内部的空心圆柱(5)完全相同，再将纤维、水泥、土的混合物放置在该模具中，使用压实仪将土样压实，待土样高度达到中部主体(2)高度减去上盖(1)厚度后停止压实，将上盖(1)固定在中部主体(2)内部，拧紧固定螺栓(8)，再将纤维、水泥、土的混合物沿着上盖(1)的空心圆柱(5)放入并进行压实，抹平试样表面，最后，松开螺栓(8)，取出上盖(1)和下盖(3)，将压实后的土样取出，即可形成顶部带有凸起，底部带有凹槽的中间层纤维水泥土试样(10)；

第四步，顶层纤维水泥土试样(11)的制作：中部主体(2)选择一端开螺孔型，将下盖(3)固定在中部主体(2)内部，拧紧固定螺栓(8)，再将纤维、水泥、土的混合物放置在该模具中，使用压实仪将混合物压实，抹平试样表面，最后，松开螺栓(8)，取出下盖(3)，将压实后的土样取出，即可形成底部带有凹槽的顶层纤维水泥土试样(11)；

第五步，将制作好的底层纤维水泥土试样(9)、中间层纤维水泥土试样(10)、顶层纤维水泥土试样(11)放置好，按照所需纤维水泥土试块的尺寸制作对应的中间层纤维水泥土试样(10)数量，按照底层纤维水泥土试样(9)、中间层纤维水泥土试样(10)、顶层纤维水泥土试样(11)的顺序从下向上依次放置在所需纤维水泥土试块尺寸的模具中，使每层纤维水泥土试样之间的凸起和凹槽一一对应之后，使用压实仪将土样压实，上下面抹平后，拆模取出试样，即制作完成。

2.一种用于实现权利要求1所述用于纤维水泥土试块制作的方法的装置，是由上盖(1)、中部主体(2)、下盖(3)组成；其中，上盖(1)和下盖(3)均放置在中部主体(2)内部，上盖(1)面积和下盖(3)面积均与中部主体(2)内部横截面积相同，上盖(1)和下盖(3)通过螺栓(8)固定在中部主体(2)内部；上盖(1)内部设有沿圆心对称分布的空心圆柱(5)；下盖(3)上方设有沿圆心对称分布的实心圆柱(6)，且其大小和分布位置均与上盖(1)内部的空心圆柱(5)完全相同；中部主体(2)分为两种，一种为上下两端均开有对称分布的螺孔(7)，用于螺栓(8)固定上盖(1)和下盖(3)于中部主体(2)的内部，称为两端开螺孔型；另一种为仅一端开有对称分布的螺孔(7)，用于螺栓(8)固定上盖(1)或下盖(3)于中部主体(2)的内部，称为一端开螺孔型；中部主体(2)内壁设有刻度线(4)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述上盖(1)、中部主体(2)、下盖(3)均为圆形。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述上盖(1)、中部主体(2)、下盖(3)均由高强玻璃钢材料组成。