CN117664731A - 一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于混凝土试验技术领域，公开了一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置及试验方法，包括支撑机构，支撑机构的内腔底端设置有固定机构，支撑机构的内腔顶端设置有牵拉机构，用于试验的混凝土试件设置在固定机构与牵拉机构之间；固定机构包括固定座，固定座上设置有固定组件和限位组件，混凝土试件的底端设置在固定座上，限位组件环绕设置在固定组件外，且限位组件与固定组件滑动接触；牵拉机构包括与混凝土试件顶端固接的牵拉组件，牵拉组件与限位组件滑动接触。本发明结构简单，使用方便，提高了固定混凝土试件的便捷性和稳定性，提高了拉伸试验的数据准确性；同时断裂的混凝土试样无法晃动，提高了试验的安全性。

Description

一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置及试验方法

技术领域

本发明属于混凝土试验技术领域，尤其涉及一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置及试验方法。

背景技术

混凝土的轴向拉伸试验是采用直接拉伸试件的方法测定混凝土的轴向抗拉强度、极限拉伸值和抗拉弹性模量，是测定混凝土拉伸应力—应变全曲线最直接、最客观、最有效的方法之一。

现有的高强度混凝土轴向拉伸试验一般采用轴向拉伸试验装置进行试验，但是现有的轴向拉伸试验装置，在进行试验时，对试样的固定不方便，在拉伸时容易产生滑动或者偏斜，影响试验结果的准确性，同时混凝土试样断裂后，断裂的试样由于受力的残余拉力导致晃动，甚至产生危险，影响试验过程的安全性。

因此，本申请设计了一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置及试验方法来解决上述的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置及试验方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，包括支撑机构，所述支撑机构的内腔底端设置有固定机构，所述支撑机构的内腔顶端设置有牵拉机构，用于试验的混凝土试件设置在固定机构与所述牵拉机构之间；

所述固定机构包括固定座，所述固定座上设置有固定组件和限位组件，所述混凝土试件的底端设置在所述固定座上，所述限位组件环绕设置在所述固定组件外，且所述限位组件与所述固定组件滑动接触；

所述牵拉机构包括与所述混凝土试件顶端固接的牵拉组件，所述牵拉组件与所述限位组件滑动接触。

优选的，所述限位组件包括若干呈放射型开设在所述固定座上的限位槽，所述限位槽内转动连接有限位螺杆，所述限位螺杆上螺纹连接有限位板，所述限位板伸出所述限位槽并与所述固定组件和所述牵拉组件滑动接触。

优选的，所述限位槽内固接有限位条，所述限位条顶端与所述限位螺杆滑动接触；所述限位板的底端开设有用于所述限位条相适配的让位槽，所述限位条滑动连接在所述让位槽内。

优选的，所述限位条远离所述混凝土试件的一端固接有定位块，所述定位块顶端固接有卡块，所述卡块与开设在所述限位螺杆外的卡槽相适配，所述卡块与所述卡槽滑动接触。

优选的，所述限位板包括螺纹连接在所述限位螺杆上的限位螺套，所述限位螺套顶端固接有板体，所述板体朝向所述的固定组件的一侧开设有纵向设置的定位槽，所述固定组件和所述牵拉组件分别与所述定位槽滑动接触。

优选的，所述固定组件的侧壁开设有与所述定位槽对应设置的容纳孔，所述容纳孔内滑动连接有定位杆，所述定位杆的一端伸出所述容纳孔并固接有安装块，所述安装块上设置有与所述定位槽相适配的滚动轮，所述滚动轮与所述定位槽滚动接触。

优选的，所述固定组件包括固接在所述固定座上的固定块，所述固定块内活动连接有连接球，所述连接球上固接有连接杆；所述固定块上螺纹安装有锁紧螺母，所述连接杆伸出所述锁紧螺母并固接有固定头，所述混凝土试件的底端固接在所述固定头内。

优选的，所述固定头包括与所述连接杆固接的固定板，所述固定板上周向等间距滑动连接有若干固定片，所述固定片与所述混凝土试件抵接；所述固定片上开设有锁紧槽，所述锁紧槽内滑动连接有锁紧片，所述锁紧片与所述混凝土试件滑动接触。

优选的，所述固定板内开设有若干空槽，所述空槽内转动连接有锁紧螺杆，所述锁紧螺杆上螺纹连接有锁紧螺套，所述固定片伸入所述空槽内并与锁紧螺套固接；若干所述锁紧螺杆联锁设置。

一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验方法，包括以下步骤：

按照试验需求准备混凝土试件；

将固定组件安装到固定座上；

将混凝土试件安装到固定组件上，并将牵引组件固定到混凝土试件的顶端，并将牵引组件与支撑机构固定住；

调节限位组件，使限位组件对牵引组件和固定组件进行限位卡住，进行限位；

启动牵引组件对混凝土试件进行牵引；

观察混凝土试件的变化，并记录牵引组件的牵引力变化。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明公开了一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，主要用于对高强高韧混凝土进行轴向拉伸试验；使用时，混凝土试件固定在固定机构与牵拉机构之间，通过牵拉机构对混凝土试件进行纵向牵引，直到混凝土试件断裂，进而测量出混凝土试件的拉伸应力曲线；固定座上的固定组件用于固定混凝土试件，使用方便，稳定性强，防止拉伸试验时混凝土试样与固定组件分开，限位组件用于对固定组件进行限位，防止混凝土试件断裂时的晃动和瞬时施力导致的晃动，提高试验过程的安全性；固定组件和牵拉组件的设置，除了用于固定混凝土试件外，还能使受力均匀，使施力方向与所述混凝土试件，提高试验结果的准确性，为高强高韧混凝土的使用提供详细的参数。

本发明结构简单，使用方便，提高了固定混凝土试件的便捷性和稳定性，提高了拉伸试验的数据准确性；同时断裂的混凝土试样无法晃动，提高了试验的安全性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本发明高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置的轴视图；

图2为本发明高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置的主视图；

图3为本发明固定组件侧视结构示意图；

图4为本发明滚动轮的俯视结构示意图；

图5为本发明限位组件的侧视结构示意图；

图6为本发明限位条的侧视结构示意图；

图7为本发明定期块的侧视结构示意图；

图8为本发明空槽的俯视结构示意图；

图9为本发明本发明固定片的侧视结构示意图；

图10为本发明图5中A的局部放大图；

图11为本发明图9中B的局部放大图；

图中：1、混凝土试件；2、底座；3、立柱；4、顶板；5、固定座；6、限位槽；7、限位螺杆；8、限位板；9、限位条；10、卡槽；11、定位块；12、卡块；14、限位螺套；15、板体；16、定位槽；17、容纳孔；18、定位杆；19、安装块；20、滚动轮；21、定位弹簧；22、固定块；23、连接腔；24、连接球；25、连接杆；26、锁紧螺母；27、固定板；28、固定片；29、锁紧槽；30、锁紧片；32、空槽；33、锁紧螺杆；34、锁紧螺套；35、限位电机；36、第一主动齿轮；37、第一从动齿轮；38、锁紧轴；39、第二主动齿轮；40、第二从动齿轮；41、压紧杆；42、防滑齿；43、传动槽；44、传动环；45、让位槽；46、牵拉杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-图11所示，本实施例提供一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，包括支撑机构，支撑机构的内腔底端设置有固定机构，支撑机构的内腔顶端设置有牵拉机构，用于试验的混凝土试件1设置在固定机构与牵拉机构之间；

固定机构包括固定座5，固定座5上设置有固定组件和限位组件，混凝土试件1的底端设置在固定座5上，限位组件环绕设置在固定组件外，且限位组件与固定组件滑动接触；

牵拉机构包括与混凝土试件1顶端固接的牵拉组件，牵拉组件与限位组件滑动接触。

本发明公开了一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，主要用于对高强高韧混凝土进行轴向拉伸试验；使用时，混凝土试件1固定在固定机构与牵拉机构之间，通过牵拉机构对混凝土试件1进行纵向牵引，直到混凝土试件1断裂，进而测量出混凝土试件1的拉伸应力曲线；固定座5上的固定组件用于固定混凝土试件1，使用方便，稳定性强，防止拉伸试验时混凝土试件1与固定组件分开，限位组件用于对固定组件进行限位，防止混凝土试件1断裂时的晃动和瞬时施力导致的晃动，提高试验过程的安全性；固定组件和牵拉组件的设置，除了用于固定混凝土试件1外，还能使受力均匀，使施力方向与所述混凝土试件1，提高试验结果的准确性，为高强高韧混凝土的使用提供详细的参数。

进一步的，本实施例的混凝土试件1为高韧性混凝土，强度高，韧性大。相较于常规的混凝土拉伸，需要设备具备更大的量程和刚度，韧性强，需要设备具有更大的拉伸空间，且在更大的拉伸空间。

进一步优化方案，限位组件包括若干呈放射型开设在固定座5上的限位槽6，限位槽6内转动连接有限位螺杆7，限位螺杆7上螺纹连接有限位板8，限位板8伸出限位槽6并与固定组件和牵拉组件滑动接触。限位槽6内的限位螺杆7转动，进而带动限位板8沿限位槽6的方向移动，进而靠近或者远离混凝土试件1，进而对固定组件和限位组件进行支撑和限位。

进一步的，固定座5内安装有限位电机35，限位电机35的输出轴上固接有第一主动齿轮36，限位螺杆7端部固接有第一从动齿轮37，第一主动齿轮36和第二主动齿轮39啮合连接；进而同构限位电机35带动限位螺杆7转动。

进一步优化方案，限位槽6内固接有限位条9，限位条9顶端与限位螺杆7滑动接触；限位板8的底端开设有用于限位条9相适配的让位槽45，限位条9滑动连接在让位槽45内。限位条9的设置除了支撑限位螺杆7外，还能通过与之适配的让位槽45，进而对限位板8进行限位，防止其与限位螺杆7一同旋转，提高了稳定性。

进一步优化方案，限位条9远离混凝土试件1的一端固接有定位块11，定位块11顶端固接有卡块12，卡块12与开设在限位螺杆7外的卡槽10相适配，卡块12与卡槽10滑动接触。定位块11顶端的卡块12与卡槽10滑动连接，对限位螺杆7的端部进行支撑，提高了限位螺杆7的稳定性，同时还能避免对限位板8的移动造成影响。

进一步优化方案，限位板8包括螺纹连接在限位螺杆7上的限位螺套14，限位螺套14顶端固接有板体15，板体15朝向的固定组件的一侧开设有纵向设置的定位槽16，固定组件和牵拉组件分别与定位槽16滑动接触。限位螺套14在限位螺杆7的驱动下移动，进而带动板体15移动，使得定位槽16靠近或者远离混凝土试件1；进而在使用时，通过定位槽16对固定组件和牵拉组件进行限位，防止固定组件和牵拉组件晃动。

进一步优化方案，固定组件的侧壁开设有与定位槽16对应设置的容纳孔17，容纳孔17内滑动连接有定位杆18，定位杆18的一端伸出容纳孔17并固接有安装块19，安装块19上设置有与定位槽16相适配的滚动轮20，滚动轮20与定位槽16滚动接触。定位杆18的一端通过定位弹簧21与容纳孔17固接，另一端通过滚动轮20与定位槽16进行限位卡接，进而通过若干的定位槽16将固定组件和牵拉组件夹住，又不会影响牵拉组件和固定组件的纵向移动。

进一步优化方案，固定组件包括固接在固定座5上的固定块22，固定块22内活动连接有连接球24，连接球24上固接有连接杆25；固定块22上螺纹安装有锁紧螺母26，连接杆25伸出锁紧螺母26并固接有固定头，混凝土试件1的底端固接在固定头内。锁紧螺母26将连接球24锁紧在固定块22内的连接腔23内，使其具有活动性，能使牵拉组件的牵拉杆46的牵拉方向与一直与混凝土试件1同轴同向，避免了牵引过程中混凝土试件1的偏心变形。

进一步优化方案，固定头包括与连接杆25固接的固定板27，固定板27上周向等间距滑动连接有若干固定片28，固定片28与混凝土试件1抵接；固定片28上开设有锁紧槽29，锁紧槽29内滑动连接有锁紧片30，锁紧片30与混凝土试件1滑动接触。固定板27上的若干固定片28能进行活动，进而将混凝土试件1夹住，同时还能进行初步对中；初步对中后，通过与锁紧片30转动连接的压紧杆41使锁紧片30在锁紧槽29内进行滑动，夹紧混凝土试件1。

进一步的，本发明的一个实施例中，混凝土试件1的两端设置成相对锥形结构，可使得对混凝土试件1的装夹为摩擦力和扩大头结合的形式，防止高韧性的混凝土试件1在拉伸时导致与固定头分离，更精准的获得混凝土试件1的拉伸曲线。

进一步的，压紧杆41上开设有传动槽43，锁紧片30内嵌设有传动环44，传动环44滑动连接在传动槽43内，在对锁紧片30移动的同时还不会影响压紧杆41的转动。

进一步的，锁紧片30朝向混凝土试件1的一侧固接有若干防滑齿42，防滑齿42与混凝土试件1抵接，本实施例的防滑齿42用于增加锁紧片30与混凝土试件1的摩擦力，提高混凝土试件1安装的稳定性。

进一步优化方案，固定板27内开设有若干空槽32，空槽32内转动连接有锁紧螺杆33，锁紧螺杆33上螺纹连接有锁紧螺套34，固定片28伸入空槽32内并与锁紧螺套34固接；若干锁紧螺杆33联锁设置。空槽32中心的锁紧轴38带动第二主动齿轮39旋转，进而通过啮合的若干第二从动齿轮40带动锁紧螺杆33进行旋转，进而使得锁紧螺套34在空槽32内移动，进而带动固定片28移动，推动固定片28对混凝土试件1进行锁紧。

进一步的，支撑机构包括底座2，底座2上设置有若干的立柱3，若干的立柱3之间固接有顶板4，牵拉杆46固接在顶板4的顶端，作为牵拉的固定部件。

进一步的，牵拉组件的结构与固定组件相同，此处不再赘述。

进一步的，本申请的技术采用的直接拉伸式的试验方式，最能反应混凝土试件真实的抗拉强度，且能得到轴拉作用下混凝土试件的全拉伸过程曲线。

一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验方法，括以下步骤：

按照试验需求准备混凝土试件1；混凝土试件1的规格和制作方案按照高强高韧混凝土的方法制作；

将固定组件安装到固定座5上；松开锁紧螺母26，将连接球24放入连接腔23内，然后再次将锁紧螺母26锁紧，实现固定组件的安装；

将混凝土试件1安装到固定组件上，并将牵引组件固定到混凝土试件1的顶端，并将牵引组件与支撑机构固定住；将混凝土试件1放到固定板上，然后转动锁紧轴38，使固定片28箱混凝土试件1进行装夹固定，同时进行初步对中，然后再通过压紧杆41将锁紧片30锁紧在混凝土试件1上，使得防滑齿42卡住混凝土试件1；

调节限位组件，使限位组件对牵引组件和固定组件进行限位卡住，进行限位；通过限位电机35带动限位螺杆7旋转，进而带动限位板箱混凝土试件1进行移动，使若干的滚动轮20卡入定位槽16内，对固定组件和牵引组件进行限位；

启动牵引组件对混凝土试件1进行牵引；启动牵拉杆46对牵引组件进行施力，对混凝土试件1进行牵引，直到混凝土试件1被拉断；

观察混凝土试件1的变化，并记录牵引组件的牵引力变化；通过视频记录混凝土试件1的断裂过程，同时将牵拉杆46的输出曲线进行记录。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“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，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。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，其特征在于：包括支撑机构，所述支撑机构的内腔底端设置有固定机构，所述支撑机构的内腔顶端设置有牵拉机构，用于试验的混凝土试件(1)设置在固定机构与所述牵拉机构之间；

所述固定机构包括固定座(5)，所述固定座(5)上设置有固定组件和限位组件，所述混凝土试件(1)的底端设置在所述固定座(5)上，所述限位组件环绕设置在所述固定组件外，且所述限位组件与所述固定组件滑动接触；

所述牵拉机构包括与所述混凝土试件(1)顶端固接的牵拉组件，所述牵拉组件与所述限位组件滑动接触。

2.根据权利要求1所述的高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，其特征在于：所述限位组件包括若干呈放射型开设在所述固定座(5)上的限位槽(6)，所述限位槽(6)内转动连接有限位螺杆(7)，所述限位螺杆(7)上螺纹连接有限位板(8)，所述限位板(8)伸出所述限位槽(6)并与所述固定组件和所述牵拉组件滑动接触。

3.根据权利要求2所述的高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，其特征在于：所述限位槽(6)内固接有限位条(9)，所述限位条(9)顶端与所述限位螺杆(7)滑动接触；所述限位板(8)的底端开设有用于所述限位条(9)相适配的让位槽(45)，所述限位条(9)滑动连接在所述让位槽(45)内。

4.根据权利要求3所述的高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，其特征在于：所述限位条(9)远离所述混凝土试件(1)的一端固接有定位块(11)，所述定位块(11)顶端固接有卡块(12)，所述卡块(12)与开设在所述限位螺杆(7)外的卡槽(10)相适配，所述卡块(12)与所述卡槽(10)滑动接触。

5.根据权利要求3所述的高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，其特征在于：所述限位板(8)包括螺纹连接在所述限位螺杆(7)上的限位螺套(14)，所述限位螺套(14)顶端固接有板体(15)，所述板体(15)朝向所述的固定组件的一侧开设有纵向设置的定位槽(16)，所述固定组件和所述牵拉组件分别与所述定位槽(16)滑动接触。

6.根据权利要求5所述的高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，其特征在于：所述固定组件的侧壁开设有与所述定位槽(16)对应设置的容纳孔(17)，所述容纳孔(17)内滑动连接有定位杆(18)，所述定位杆(18)的一端伸出所述容纳孔(17)并固接有安装块(19)，所述安装块(19)上设置有与所述定位槽(16)相适配的滚动轮(20)，所述滚动轮(20)与所述定位槽(16)滚动接触。

7.根据权利要求6所述的高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，其特征在于：所述固定组件包括固接在所述固定座(5)上的固定块(22)，所述固定块(22)内活动连接有连接球(24)，所述连接球(24)上固接有连接杆(25)；所述固定块(22)上螺纹安装有锁紧螺母(26)，所述连接杆(25)伸出所述锁紧螺母(26)并固接有固定头，所述混凝土试件(1)的底端固接在所述固定头内。

8.根据权利要求7所述的高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，其特征在于：所述固定头包括与所述连接杆(25)固接的固定板(27)，所述固定板(27)上周向等间距滑动连接有若干固定片(28)，所述固定片(28)与所述混凝土试件(1)抵接；所述固定片(28)上开设有锁紧槽(29)，所述锁紧槽(29)内滑动连接有锁紧片(30)，所述锁紧片(30)与所述混凝土试件(1)滑动接触。

9.根据权利要求8所述的高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，其特征在于：所述固定板(27)内开设有若干空槽(32)，所述空槽(32)内转动连接有锁紧螺杆(33)，所述锁紧螺杆(33)上螺纹连接有锁紧螺套(34)，所述固定片(28)伸入所述空槽(32)内并与锁紧螺套(34)固接；若干所述锁紧螺杆(33)联锁设置。

10.一种高强高韧混凝土轴向拉伸试验方法，根据权利要求1-9任一项所述的高强高韧混凝土轴向拉伸试验装置，其特征在于包括以下步骤：

按照试验需求准备混凝土试件(1)；

将固定组件安装到固定座(5)上；

将混凝土试件(1)安装到固定组件上，并将牵引组件固定到混凝土试件(1)的顶端，并将牵引组件与支撑机构固定住；

调节限位组件，使限位组件对牵引组件和固定组件进行限位卡住，进行限位；

启动牵引组件对混凝土试件(1)进行牵引；

观察混凝土试件(1)的变化，并记录牵引组件的牵引力变化。