CN117309544A - 水泥胶砂试模、水泥胶砂试块的制备方法及强度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水泥胶砂试模、水泥胶砂试块的制备方法及强度检测方法，所述水泥胶砂试模包括可拆卸连接的定模和动模，定模和动模的一侧面均开设有若干个凹槽，凹槽扣合后形成若干个40mm×40mm×160mm相互独立的正四棱柱状空腔；所述水泥胶砂试块采用该水泥胶砂试模进行制备；将该水泥胶砂试块制备完毕之后能够进行强度的检测；水泥胶砂试模使用定位销和导向通孔，便于控制磨具的定位精度，且便于脱模，此外，试模的分模面采用45°线分模，保证试块四个面的垂直度，从而进一步保障尺寸精度，增加强度测量准确度；在水泥胶砂试块制备过程中使用垂直填充水泥胶砂，利用模具精度保障了水泥胶砂试块受力截面的尺寸精度。
Description
技术领域
本发明属于水泥胶砂技术领域，具体涉及一种水泥胶砂试模、水泥胶砂试块的制备方法及强度检测方法。
背景技术
依据GB_T17671-2021《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》标准所制备的水泥胶砂标准试块用于水泥胶砂抗压和抗弯实验。
GB_T17671-2021《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》标准所制备的水泥胶砂标准试块是水平浇灌和振实成型工艺，其填充面是用刮板刮平成型，试块在刮平过程中容易导致平面度不够，因而受力截面面积出现误差，影响强度检测的准确性。试块模具精度为40±0.2×40±0.1×160±0.8；主要尺寸误差来自于40±0.1高度方向的浇灌面。如图1：无论是A状态还是B状态强度实验均会产生强度误差。
此外，水泥胶砂在养护中出现不同程度的收缩，试块截面更加不平，受力截面面积也会出现误差，影响强度检测的准确性。
基于此，开发一种新的水泥胶砂试模，用于制备水泥胶砂试块，从而提升强度准确检测度非常有必要。
发明内容
本发明提供了一种水泥胶砂试模、水泥胶砂试块的制备方法及强度检测方法；水泥胶砂试模使用定位销和导向通孔，便于控制磨具的定位精度，有力保障试块40±0.1×40±0.1的尺寸精度，且便于脱模，无需像国标GB_T17671-2021《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》制作试块脱模时要敲击，因敲击过程中容易使试块产生内裂纹，影响试块强度检测精度；其次，试模的分模面采用45°线分模，保证试块四个面的垂直度，从而进一步保障尺寸精度，增加强度测量准确度；此外，定模和动模的非凹槽区域(空白区域)可以给刮刀提供支撑，使刮刀受力均衡，防止刮刀变形。在水泥胶砂试块制备过程中使用垂直填充水泥胶砂，利用模具精度保障了水泥胶砂试块40±0.1×40±0.1受力截面的尺寸精度；且在水泥胶砂试块制备过程中，采用专用漏斗浇灌，保障模具表面清洁干净，便于模具的清理，并能够延长模具的使用寿命。
本发明的目的之一在于提供一种水泥胶砂试模，所述水泥胶砂试模包括可拆卸连接的定模和动模，定模和动模的一侧面均开设有若干个凹槽，凹槽扣合后形成若干个40mm×40mm×160mm相互独立的正四棱柱状空腔。
本发明中，水泥胶砂试模包括可拆卸连接的动模和定模，针对具体的可拆卸连接的方式，本申请不做具体限定，本领域技术人员可根据实际需要进行调整，在具体实施方式中，可优先选择螺栓连接，在试块脱模时相对比较容易，不仅避免对脱模时敲击使试块产生内裂纹，影响试块强度检测精度，且对模具损伤较小，也能够增加模具的使用寿命。螺栓连接包括配套使用的缩紧螺栓和碟形螺母，其中动模和定模上开设有槽或通孔，螺栓穿过动模和定模上的槽或通孔，与碟形螺母进行缩紧；在具体操作过程中，连接处均设置有密封垫圈，用于密封连接处出现的缝隙。
本发明中，定模和动模一侧表面均设置有若干个凹槽，其中凹槽的个数不低于三个，具体个数选择本领域技术人员可根据实际需要进行调整；在具体实验过程中，为保证实验重复度和精度，也便于建立行业内新的强度测试方法，优先选择凹槽个数为三个。
本发明中，不对凹槽的形状做具体限定，只要能够满足凹槽扣合后能够形成至少三个(优选三个)40mm×40mm×160mm相互独立的正四棱柱状空腔即可；在具体实施过程中，为更好的保证实验精度，优选分模面采用45°分模面，即凹槽为等边直角三角形凹槽，直角位于凹槽的顶端，能够保证试块四个面的垂直度，从而进一步保障尺寸精度，增加强度测量准确度。
本发明中，所述动模端面固定设置有定位销，在定模的端面开设有通孔，定位销可操作的插入通孔中。
本发明中，所述水泥胶砂试模还包括插销，所述插销可操作的拧在螺栓端帽上。
本发明中，所述水泥胶砂试模的材质为铝质，即采用硬铝制作，大大减轻操作的体力劳动。
本发明的目的之二在于提供一种水泥胶砂试块的制备方法，所述水泥胶砂试块采用目的之一所述的水泥胶砂试模进行制备；
所述制备方法包括：将装配锁紧好的水泥胶砂试模中垂直填充水泥胶砂，震动并刮平填充面，其次将填充后的水泥胶砂试模旋转90°至水平放置成型，打开螺栓固定连接，取掉动模，静置5-10min，而后取掉定模，得到所述试块。
本发明中，在水泥胶砂试块制备过程中使用垂直填充水泥胶砂，利用模具精度保障了水泥胶砂试块40±0.1×40±0.1受力截面的尺寸精度。
本发明中，所述装配锁紧好的水泥胶砂试模在使用之前，预先将动模和定模扣合形成棱柱状空腔的表面涂覆一层黄油，便于脱模。
本发明中，所述水泥胶砂的制备参照GB_T17671-2021《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》标准包括：将一份水泥、三份中国ISO标准砂、半分水进行搅拌，得到水泥胶砂；
所述搅拌采用行星式胶砂搅拌机进行搅拌。
本发明中，所述垂直填充的次数为两次，每填充完一次均进行震动；
所述震动是在震实台上进行震动；
所述垂直填充是采用漏斗进行填充，所述漏斗的形状和四棱柱形状相对应。
在本发明中，水泥胶砂试块制备中，采用专用漏斗浇灌，保障模具表面清洁干净，便于模具的清理，并能够延长模具的使用寿命。
本发明的目的之三在于提供一种如目的之二所述的水泥胶砂试块强度的检测方法。
本发明中，水泥胶砂试块强度的检测方法，参见国标GB_T17671-2021《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》。
本发明的技术特点和有益效果：
本发明中水泥胶砂试模使用定位销和导向通孔，便于控制磨具的定位精度，有力保障试块40±0.1×40±0.1的尺寸精度，且便于脱模，无需像国标GB_T17671-2021《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》制作试块脱模时要敲击，因敲击过程中容易使试块产生内裂纹，影响试块强度检测精度；此外，试模的分模面采用45°线分模，保证试块四个面的垂直度，从而进一步保障尺寸精度，增加强度测量准确度；在水泥胶砂试块制备过程中使用垂直填充水泥胶砂，利用模具精度保障了水泥胶砂试块40±0.1×40±0.1受力截面的尺寸精度；且在水泥胶砂试块制备过程中，采用专用漏斗浇灌，保障模具表面清洁干净，便于模具的清理，并能够延长模具的使用寿命。
附图说明
图1：A状态和B状态下强度试验产生误差示意图；
图2：水泥胶砂试模的主视图；
图3：水泥胶砂试模的俯视图；
其中，1为定模，2为导向通孔，3为螺栓，4为动模，5为平垫圈，6为碟形螺母，7为定位销，8为插销；
图4：漏斗结构示意图。
具体实施方式
需要理解的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本领域技术人员理应了解的是，本发明中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本发明的主要创新点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型可以自行增设布局，本发明对此不做特殊要求和具体限定。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种水泥胶砂试模，如图2(主视图)和图3(俯视图)所示，包括定模1和动模4，定模1和动模4的一侧面均开设有三个凹槽，每个凹槽均为等边直角三角形，直角的位置为凹槽顶端，凹槽扣合后形成三个40mm×40mm×160mm相互独立的正四棱柱状空腔。定模1和动模4通过螺栓3进行锁紧连接，定模1和动模4的两端均设置有凹槽，螺栓3依次穿过定模和动模的凹槽，后用碟形螺母6进行旋紧，为增加密封度，在连接处均设置平垫圈5。在动模4的端面设置有定位销7，在定模1的端面设置有导向通孔2，定位销7可操作的插入导向通孔2中。水泥胶砂试模还包括插销8，插销8可操作的拧在螺栓3端帽上。
实施例2
本实施例提供一种水泥胶砂试块的制备，包括：
(1)胶砂的制备，参见GB-T 17671-2021水泥胶砂强度检验方法(ISO法)：
S1、配合比：胶砂的质量配合比为一份水泥、三份中国ISO标准砂和半份水(水灰比为0.5)。即450±2g水泥、1350±5g砂子和225±1mL水。
S2、搅拌：胶砂用行星式胶砂搅拌机进行搅拌，在搅拌过程中可以自动控制，也可以手动控制：
a)把水加入锅里，再加入水泥，把锅固定在固定架上，上升至工作位置；
b)立即开动机器，先低速搅拌30±1s后，在第二个30±1s开始的同时均匀将砂子加入，把搅拌机调至高速再搅拌30±1s；
c)停拌90s，在停拌开始的15±1s内，将搅拌锅放下，用刮刀将叶片、锅壁和锅底上的胶砂刮入锅中；
d)再在高速下继续搅拌60±1s。
(2)试体的制备，参见GB-T 17671-2021水泥胶砂强度检验方法(ISO法)：
S1、试体的尺寸和形状：40mm×40mm×160mm正四棱柱体。
S2、试体的制备方法：
a)将实施例1中的水泥胶砂试模中的动模和定模按照国标GB_T17671-2021《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》刷薄薄一层黄油并进行装配锁紧后放置在平整的底板上，用如图4所示的漏斗分两次向试模中填充上述制备的水泥胶砂，并按照标准在振动台上震动两次，拿掉漏斗，刮平填充面；
b)将水泥胶砂试模从振动台上移动至工作台上，旋转90°，水平放置，旋松碟形螺母，拿掉动模，静置5min让试块建立一定的强度，拿出试块放在平板上。
实施例3
试体强度检测：参见GB-T 17671-2021水泥胶砂强度检验方法(ISO法)：
(1)试体养护：将试体立即送养护室中水平或竖直放在20±1℃水中进行养护，水平放置时刮平面朝上。
(2)强度测试：
a)抗折强度测试：参见GB-T 17671-2021水泥胶砂强度检验方法(ISO法)；
b)抗压强度测试：参见GB-T 17671-2021水泥胶砂强度检验方法(ISO法)。
对各龄期(试件龄期从水泥加水搅拌开始算起)的试块在下列试件内进行强度试验，见下表：
| 龄期 | 试验时间 |
| 24h | 25h±15min |
| 48h | 48h±30min |
| 72h | 72h±45min |
| 7d | 7d±2h |
| 23d | 28d±8h |
将本实施例制备的试块与同样的原料按照GB-T 17671-2021水泥胶砂强度检验方法(ISO法)制备的试块进行尺寸精度测量，发现本实施例制备的试块的精度明显优于GB-T17671-2021水泥胶砂强度检验方法(ISO法)制备的试块精度。
将同样的原料按照GB-T 17671-2021水泥胶砂强度检验方法(ISO法)进行试块强度的检测，通过对比发现，本实施例试块的强度相较于GB-T 17671-2021水泥胶砂强度检验方法(ISO法)制备的试块28龄期抗压强度提升3-7％，抗弯强度提升1-2％。
本发明公开和提出的一种水泥胶砂试模、水泥胶砂试块的制备方法及强度检测方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变部分环节实现。本发明的方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和产品进行改动或适当的变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明的精神、范围和内容中。
Claims (10)
1.一种水泥胶砂试模，其特征在于，所述水泥胶砂试模包括可拆卸连接的定模和动模，定模和动模的一侧面均开设有若干个凹槽，凹槽扣合后形成若干个40mm×40mm×160mm相互独立的正四棱柱状空腔。
2.根据权利要求1所述的水泥胶砂试模，其特征在于，所述定模和动模两端通过螺栓固定连接。
3.根据权利要求1所述的水泥胶砂试模，其特征在于，所述动模端面固定设置有定位销，在定模的端面开设有通孔，定位销可操作的插入通孔中。
4.根据权利要求1所述的水泥胶砂试模，其特征在于，所述水泥胶砂试模还包括插销，所述插销可操作的拧在螺栓端帽上。
5.根据权利要求1所述的水泥胶砂试模，其特征在于，所述水泥胶砂试模的材质为铝质。
6.一种水泥胶砂试块的制备方法，其特征在于，所述水泥胶砂试块采用权利要求1-5任一项所述的水泥胶砂试模进行制备；
所述制备方法包括：将装配锁紧好的水泥胶砂试模中垂直填充水泥胶砂，震动并刮平填充面，其次将填充后的水泥胶砂试模旋转90°至水平放置成型，打开螺栓固定连接，取掉动模，静置5-10min，而后取掉定模，得到所述试块。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述装配锁紧好的水泥胶砂试模在使用之前，预先将动模和定模扣合形成棱柱状空腔的表面涂覆一层黄油。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述水泥胶砂的制备包括：将一份水泥、三份中国ISO标准砂、半分水进行搅拌，得到水泥胶砂；
所述搅拌采用行星式胶砂搅拌机进行搅拌。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述垂直填充的次数为两次，每填充完一次均进行震动；
所述震动是在震实台上进行震动；
所述垂直填充是采用漏斗进行填充，所述漏斗的形状和四棱柱形状相对应。
10.一种水泥胶砂试块强度的检测方法，其特征在于，将权利要求6-8任一项制备得到的水泥胶砂试块在水中进行养护，到相应龄期后，进行抗折强度和抗压强度测试。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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