CN115326593B - 装置及其在纤维增强再生砖骨料混凝土弯曲试验中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于节能环保的新材料相关服务产业,涉及IPC G01N3/02(用机械应力测试固体材料的强度特性的零部件)领域,尤其涉及其下级IPC G01N3/04(夹具)。本发明装置包括底座、第一支座、试件夹具、承压块以及第二支座,两组所述第一支座设置在所述底座上;在所述试件夹具上设置有承压块轨槽,试件夹持定位布设在所述试件夹具中;承压块匹配滑动设置在所述承压块轨槽中;多组所述第二支座设置在所述承压块下部,各所述第二支座能够相对于所述承压块升降动作。还公开了该装置用于再生砖骨料混凝土弯曲性能试验方法。本申请能够同时测量纤维增强再生砖骨料混凝土试件的弯曲强度、挠度、轴向位移与裂缝位移,且所有弯曲性能参数均可通过该试验装置进行准确量测。
Description
技术领域
本发明属于节能环保的新材料相关服务产业,涉及IPC G01N3/02(用机械应力测试固体材料的强度特性的零部件)领域,尤其涉及其下级IPC G01N3/04(夹具),具体涉及一种纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置及方法。
背景技术
纤维混凝土弯曲性能试验主要包括有弯曲韧性与开裂强度试验、弯曲韧性(切口梁法)试验,根据规范相关要求,按照纤维长度的不同可分为标准试件试验装置与非标准试件试验装置,其中标准件规格为:150 mm×150 mm×550 mm,非标准试件规格为:100 mm×100 mm×400 mm。
通过对前期试验现象的观察和试验结果的分析可知,与普通纤维增强混凝土相比,由于再生砖骨料具有压碎指标和孔隙率高的材料特性,纤维增强再生砖骨料混凝土具有弹性模量小、变形较大等特点。因而,使得纤维增强再生砖骨料混凝土在弯曲初始裂缝产生部位、弯曲裂缝开展路径、弯曲裂缝长度和宽度、弯曲峰值变形以及试件的整体弯曲变形等方面均与普通纤维再生砖骨料混凝土具有较大差异。
在前期试验过程中发现,采用传统的试验装置进行纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验时,存在很多问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题和不足,提供一种适用于不同配合比设计的纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置及方法。为达到上述目的,所采取的技术方案是:
一种纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,包括:底座;第一支座,两组所述第一支座设置在所述底座上;第三支座,两组所述第三支座设置在所述底座上;试件夹具,在所述试件夹具上设置有承压块轨槽,试件夹持定位布设在所述试件夹具中;承压块,其匹配滑动设置在所述承压块轨槽中,实现所述试件在试验过程中承受均匀竖向荷载,防止偏压的产生;以及第二支座,多组所述第二支座设置在所述承压块下部,各所述第二支座能够相对于所述承压块升降动作。
根据本发明纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,优选地,所述第二支座为并排布设的三组,位于两侧的两组所述第二支座三等分两组所述第一支座之间的距离;位于中部的所述第二支座二等分两组所述第一支座之间的距离。
根据本发明纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,优选地,还包括位移测量组件,所述位移测量组件包括:第一位移夹具,所述第一位移夹具跨设在所述试件的顶部,所述第一位移夹具左右相对对称设置,在所述第一位移夹具与所述试件夹具的横杆之间设置有固定弹簧;第二位移夹具和第三位移夹具,所述第二位移夹具和第三位移夹具跨设在所述试件的下部,所述第二位移夹具和第三位移夹具左右相对设置,所述第二位移夹具和第三位移夹具均与所述试件夹具的横杆之间设置有固定弹簧;其中,所述试件夹具上设置有第一位移计,所述第一位移夹具上设置有与第一位移计对应的第一顶板;所述第三位移夹具上设置有第二位移计和第三位移计,所述第二位移夹具上设置有与第二位移计和第三位移计对应的第二顶板和第三顶板。
根据本发明纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,优选地,所述第一位移夹具、第二位移夹具与第三位移夹具与试件间设有固定弹簧和锯齿,实现所述位移夹具与试件间的紧密连接,并伴随试件自由变形。
根据本发明纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,优选地,所述底座上还设置有两组第三支座,所述第三支座相对于所述底座升降动作,所述第三支座布设在两组所述第一支座之间。
根据本发明纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,优选地,两组所述第三支座中的其中两组分别与所述第二位移夹具和所述第三位移夹具对应设置,实现所述试件的快速装载、准确定位,以及所述第二位移夹具和所述第三位移夹具的定位;所述第二支座中的至少一组与所述第一位移夹具对应设置,实现所述第一位移夹具的定位。
根据本发明纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,优选地,所述承压块和所述底座上均设置有支座轨槽,所述第二支座和所述第三支座匹配设置在所述支座轨槽内,且在所述承压块和所述底座上均设置有驱动单元,用于驱动相应的支座升降动作。
根据本发明纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,优选地,所述第一支座、第二支座、第三支座的顶部均设置有支承辊。
根据本发明纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,优选地,所述承压块上设置有荷载传感器,且荷载传感器与所述承压块为一体结构。
根据本发明纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,优选地,所述第一支座相对于所述底座升降动作,所述底座上设置有与第一支座对应的支座轨槽和驱动单元。
一种纤维增强再生砖骨料混凝土弯曲性能试验方法,利用上述的弯曲性能试验装置进行纤维增强再生砖骨料混凝土弯曲性能试件的弯曲性能试验,具体包括以下步骤:
制作试件;
拉开第一位移夹具、第二位移夹具及第三位移夹具,分别升起所述两组第一支座和两组第三支座,将试件搁置在右侧的一组第一支座和一组第三支座上,并推入试验装置中;
将承压块装配在试件上;根据试验要求选择加载方式,调整第二支座类型,并采用所述第二支座中两组三等分支座对第一位移夹具进行定位;采用两组所述第三支座分别对第二位移夹具和第三位移夹具进行定位后,降下所述第三支座;安装并固定第一、第二及第三位移计;完成所述试验装置与压力机的对中调整;
通过压力机加载施压,进行弯曲性能试验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中,附图仅仅用于展示本发明的一些实施例,而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为根据本发明实施例的纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置的结构示意图。
图2为图1的侧视结构示意图。
图3为根据本发明实施例的弯曲韧性(切口梁)的结构示意图。
实施方式
为了使得本发明技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚,下文中将结合本发明具体实施例的附图,对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。
参见图1-图3,本发明涉及一种纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置,包括底座100、第一支座110、试件夹具200、承压块300以及第二支座320,两组所述第一支座110设置在所述底座100上;在所述试件夹具200上设置有承压块轨槽201,试件600夹持定位布设在所述试件夹具200中;承压块300匹配滑动设置在所述承压块轨槽201中,承压块300上设置有荷载传感器310,荷载传感器与承压块为一体结构;多组所述第二支座320设置在所述承压块300下部,各所述第二支座320能够相对于所述承压块300升降动作。
本实施例还包括位移测量组件,位移测量组件包括第一位移夹具401、第二位移夹具402和第三位移夹具403,所述第一位移夹具401跨设在所述试件600的顶部,所述第一位移夹具401左右相对对称设置,便于实现对中设置,在所述第一位移夹具401与所述试件夹具200的横杆之间设置有固定弹簧202;所述第二位移夹具402和第三位移夹具403跨设在所述试件600的下部,所述第二位移夹具402和第三位移夹具403左右相对设置,所述第二位移夹具402和第三位移夹具403均与所述试件夹具200的横杆之间设置有固定弹簧202;其中,所述试件夹具200上设置有第一位移计404,所述第一位移夹具401上设置有与第一位移计404对应的第一顶板407;所述第三位移夹具403上设置有第二位移计405,所述第二位移夹具402上设置有与第二位移计405对应的第二顶板408;所述第三位移夹具403上还设置有第三位移计406,所述第二位移夹具402上设置有与第三位移计406对应的第三顶板409,如图所示,本实施例中的试件两侧均对称布设有位移计,从而通过多组位移计的测量,获取有效的数据信息。
具体的,本实施例中的第二支座320为并排布设的三组,位于两侧的两组所述第二支座320三等分两组所述第一支座110之间的距离;位于中部的所述第二支座320二等分两组所述第一支座110之间的距离,根据不同的试验需求,选择不同位置的第二支座对试件进行加载试验。
本实施例的底座100上还设置有两组第三支座120,所述第三支座120相对于所述底座100升降动作,第三支座120布设在两组所述第一支座110之间。
第三支座120中的其中一组与所述第二位移夹具402对应设置,实现所述第二位移夹具402的定位,另一组与所述第三位移夹具403对应设置,实现所述第三位移夹具403的定位;所述第二支座320中的至少一组与所述第一位移夹具401对应设置,实现所述第一位移夹具401的定位。
也就是说通过第一支座和第三支座,能够将试件推进到试验位置,而无需进行试件定位,在结合第三支座的位置对第二位移夹具和第三位移夹具进行位置的确定;通过第二支座进行第一位移夹具的定位,从而保障位移计能够准确量测试件的弯曲变形。上述设置不仅无需在试验前对试件进行定位轴线的绘制、对中等措施,简化了试验流程,减轻了试件装载的劳动强度,同时便于相关试验位移计的快速定位,避免了传统位移计夹具的固定方式对试件的损坏和位移计顶板在试验过程中的脱粘破坏,极大地提高了量测数据的准确性和试验的成功率。
进一步的,本实施例中的第一支座110、第二支座320、第三支座120的顶部均设置有支承辊502,从而便于进行试件的装载和推拉定位,优化试件的支撑面,减小施加作用力时试件与支承辊所产生的相对位移对试验结果的影响。
本实施例中的第一支座110为升降结构,本实施例图示中给出了其升降结构的示意图,具体的是:所述承压块300和所述底座100上均设置有支座轨槽501,所述第一支座110、所述第二支座320和所述第三支座120匹配设置在所述支座轨槽501内,且在所述承压块300和所述底座100上均设置有驱动单元,用于驱动相应的支座升降动作。
对于驱动单元其可以为布设在各支座底部的调节丝杠或液压油缸,或者各支座即为活塞杆,支座轨槽即为独立布设的缸体,承压块和底座中布设有供油管路和回油管路,从而带动活塞杆上下动作。
本申请能够根据不同的试验要求快速转换加载端,无需拆装、更换加载装置,且能够保证试件承受均匀竖向荷载,实现了纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置的统一;本申请试件夹具相对独立于试件,试件能够在试验过程中自由变形,避免了试件转动与支座变形对测试结果的影响;同时,本申请的各位移夹具与试件间设置有锯齿,使得位移夹具能够紧贴试件并伴随试件共同变形,且位移夹具与试件夹具采用非刚性接触,无需胶粘或打孔固定,未对试件造成局部破损,极大地提高了试验的成功率和量测结果的准确性,并简化了试验流程。
本申请还公开了一种纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能的试验方法,利用上述的弯曲性能试验装置进行纤维增强再生砖骨料混凝土试件的弯曲性能试验,具体包括以下步骤:
制作试件;
拉开第一位移夹具、第二位移夹具及第三位移夹具,分别升起所述两组第一支座和两组第三支座,将试件搁置在右侧的一组第一支座和一组第三支座上,并推入试验装置中;
将承压块装配在试件上;根据试验要求选择加载方式,调整第二支座类型,并采用所述第二支座中两组三等分支座对第一位移夹具进行定位;采用所述两组第三支座分别对第二位移夹具和第三位移夹具进行定位后,降下所述第三支座;安装并固定第一、第二及第三位移计;完成所述试验装置与压力机的对中调整;
通过压力机加载施压,进行弯曲性能试验。
本申请所述纤维增强再生砖骨料混凝土的弯曲性能试验装置可完成现有规范所述相关试验。具体的,在操作过程中,先进行试件的装载,再进行加载端的选择和各位移夹具的调整,具体的调整方法是:
一、对于切口梁试验,如图3所示:
(1)降下第二支座Y1~Y3;
(2)升高第一支座Z1和Z4和第三支座Z2和Z3,拉开第一位移夹具J1、第二位移夹具J2和第三位移夹具J3,将试件的一端搁置在右侧的第一支座Z4和第三支座Z3上并缓慢推进到试验位置;
(3)根据第二支座Y1与Y3的位置调整第一位移夹具J1的位置,根据第三支座Z2的位置调整第二位移夹具J2的位置,根据第三支座Z3的位置调整第三位移夹具J3 的位置;
(4)收起第二支座Y1与Y3,降下第三支座Z2与Z3。在相应的位置安装并固定位移计,即在在第一位移夹具J1和试件夹具的横杆之间安装第一位移计,第二位移夹具J2和第三位移夹具J3之间安装第二位移计和第三位移计;
(5)将荷载传感器和各位移计与采集设备连通,并开始试验。
二、类似地,对于弯曲韧性与初裂强度试验:
(1)降下第二支座Y1与Y3,收起支座Y2;
(2)升高第一支座Z1和Z4和第三支座Z2和Z3,拉开第一位移夹具J1、第二位移夹具J2和第三位移夹具J3,将试件的一端搁置在右侧的第一支座Z4和第三支座Z3上并缓慢推进到试验位置;
(3)根据第二支座Y1与Y3的位置调整第一位移夹具J1的位置,根据第三支座Z2的位置调整第二位移夹具J2的位置,根据第三支座Z3的位置调整第三位移夹具J3 的位置;
(4)放下第三支座Z2和Z3,在相应的位置安装并固定位移计,即在第一位移夹具J1和试件夹具的横杆之间安装第一位移计,第二位移夹具J2和第三位移夹具J3之间安装第二位移计和第三位移计;
(5)将荷载传感器和各位移计与采集设备连通,并开始试验。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式,然而本领域技术人员可理解的是,在不背离本发明理念的前提下,可以对上述具体实施例做出多种变型和改型,且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合,而不超出本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (15)
1.一种纤维增强再生砖骨料混凝土弯曲性能试验用的装置,其特征在于,包括:
底座;
用于支撑混凝土试件的两组第一支座,两组所述第一支座设置在所述底座上;
试件夹具,用于使试件夹持定位布设在所述试件夹具中,在所述试件夹具上设置有承压块轨槽;
用于向试件施加竖向荷载的承压块,其匹配滑动设置在所述承压块轨槽中;以及
第二支座,多组所述第二支座设置在所述承压块下部,各所述第二支座能够相对于所述承压块升降动作;
该装置还包括位移测量组件,所述位移测量组件包括:
第一位移夹具、第二位移夹具和第三位移夹具,所述第一位移夹具跨设在所述试件的顶部,所述第一位移夹具左右对称布置,在所述第一位移夹具与所述试件夹具的横杆之间设置有固定弹簧;
所述第二位移夹具和第三位移夹具跨设在所述试件的下部,所述第二位移夹具和第三位移夹具左右相对设置,所述第二位移夹具和第三位移夹具均与所述试件夹具的横杆之间设置有固定弹簧;
其中,所述试件夹具上设置有第一位移计,所述第一位移夹具上设置有与第一位移计对应的第一顶板;所述第三位移夹具上设置有第二位移计和第三位移计,所述第二位移夹具上设置有与第二位移计和所述第三位移计对应的第二顶板和第三顶板。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第二支座为三组以上。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第二支座为三组,位于两侧的两组所述第二支座三等分两组所述第一支座之间的距离,位于中间的一组所述第二支座二等分两组所述第一支座之间的距离。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,三组所述第二支座并排布设。
5.根据权利要求1-4任一项所述的装置,其特征在于,所述底座上还设置有布设在两组所述第一支座之间的多组第三支座,所述第三支座能够相对于所述底座升降动作。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第三支座为两组。
7.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第三支座中的其中两组分别与所述第二位移夹具和所述第三位移夹具对应设置,实现所述第二位移夹具和所述第三位移夹具的定位;
所述第二支座中的至少一组与所述第一位移夹具对应设置,实现所述第一位移夹具的定位。
8.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述承压块和所述底座上均设置有支座轨槽,所述第二支座和所述第三支座匹配滑动在所述支座轨槽内,且在所述承压块和所述底座上均设置有驱动单元,用于驱动相应的支座升降动作。
9.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第一支座、第二支座、第三支座的顶部均设置有支承辊。
10.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述承压块上设置有荷载传感器。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,所述荷载传感器与所述承压块为一体结构。
12.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一支座能够相对于所述底座升降动作。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,所述底座上设置有与第一支座对应的支座轨槽和驱动单元。
14.权利要求1-13任一所述装置在纤维增强再生砖骨料混凝土试件的弯曲性能试验中的应用。
15.根据权利要求14所述的应用,其特征在于,该应用具体包括以下步骤:
拉开第一位移夹具、第二位移夹具及第三位移夹具,分别升起所述两组第一支座,将试件搁置在一组第一支座上,并推入所述装置中;
将承压块装配在试件上;根据试验要求选择加载方式,调整第二支座类型;完成试验装置与压力机的对中调整;
通过压力机加载施压,进行弯曲性能试验。
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