CN206891939U - 一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，属于覆冰测量领域。该装置包括覆冰装置和施力装置；其中，施力装置包括十字铰、定滑轮、钢丝和拉力机；实验状态时，覆冰装置放置在水泥路面上，覆冰装置内放置有水溶液或冰层，定滑轮固定安装在覆冰装置的正上方，拉力机一方面通过钢丝与覆冰装置的外壁连接，另一方面通过穿过定滑轮的钢丝与十字铰的上端连接，十字铰的下端与覆冰装置的顶部连接。本实用新型结构简单、功能齐全、节能环保，适用于水泥路面和其他多种混凝土材料制品现场表面覆冰粘结力的测量分析。

Description

一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置

技术领域

本实用新型属于覆冰强度测量领域，具体涉及一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置。

背景技术

冬季由于气温较低，湿度较高，覆冰现象在自然界和国民生产的各个领域都十分常见，对于长期裸露在自然环境中的基础设施来说覆冰现象多数具有危害性，例如航空航天、机械工程、输电工程和水利设施覆冰都会对工程或设施产生较大危害。机械、航空航天、水利和电力行业对覆冰现象的研究较为深入，针对覆冰强度设计了很多测试装置。现有室内实验装置的特点如下：覆冰面积小，例如专利CN102628789A中所述装置；装置结构复杂，例如专利CN104568743A中所述装置；装置功能单一，例如专利CN201335806Y中所述装置等等。目前道路交通领域在测试覆冰强度领域没有较为合适的测量装置，借鉴已有试验装置的工作原理，针对水泥路面与冰层粘结强度的测试而言，本实用新型将设计一种构造简单、功能齐全、节能环保并且能够用于现场测量水泥路面覆冰粘结强度的试验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，利用该装置能够定量测定水泥路面表层覆冰的粘结力，包括冰层与路面之间的拉拔力和剪切力。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现：

一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，包括覆冰装置和施力装置；其中，

施力装置包括十字铰、定滑轮、钢丝和拉力机；

实验状态时，覆冰装置放置在水泥路面上，覆冰装置内放置有水溶液或冰层，定滑轮固定安装在覆冰装置的正上方，剪切实验时，拉力机通过钢丝与覆冰装置的外壁连接，拉拔实验时，拉力机通过穿过定滑轮的钢丝与十字铰的上端连接，十字铰的下端与覆冰装置的顶部连接。

本实用新型进一步的改进在于，还包括读数系统，其包括两个测力计，分别设置在两根钢丝上。

本实用新型进一步的改进在于，覆冰装置包括自下而上一体化成型的锥形套筒、套筒A和套筒B。

本实用新型进一步的改进在于，套筒A的周向上开设有螺纹孔，用于通过螺栓与十字铰的下端连接。

本实用新型进一步的改进在于，锥形套筒的外壁上设置有用于与钢丝连接的拉环。

本实用新型进一步的改进在于，锥形套筒的内壁涂刷有亲水性涂层。

本实用新型进一步的改进在于，十字铰包括下十字铰和上十字铰，下十字铰和上十字铰之间通过销连接。

本实用新型进一步的改进在于，拉力机采用手动式拉力机。

本实用新型具有如下的优点：

本实用新型可用于现场测量冰层与水泥混凝土路面的冻结强度，装置结构简单实用，功能全面，同时可测量拉拔力和剪切力；采用锥形套筒的成冰模具可以很好的解决拉拔力测试过程中冰层无法牢固抓取的难题；采用手摇式加力方式节省能源，清洁环保。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中标号：1-锥形套筒，2-套筒A，3套筒B，4-螺栓孔，5-水溶液或冰层，6-螺栓，7-下十字绞，8-上十字绞，9-销，10-水泥路面，11-测力计，12-定滑轮，13-钢丝绳，14-拉力机，15-拉环。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做出进一步的说明。

如图1所示，本实用新型提供的一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，包括覆冰装置、施力装置和读数系统。覆冰装置包括锥形套筒1、套筒A2和套筒B3组成。施力装置包括手摇式加力机14、上十字绞8、下十字绞7和钢丝绳13。读数系统采用两个测力计11。

当测剪切力时，覆冰装置的锥形套筒1放置于水泥路面10表层上，钢丝绳13两端分别连接锥形套筒1底部拉环15和测力计11底部挂钩，另一钢丝绳13一端连接传感器顶部，一端连接手摇式加力机14，锥形套筒1底部外侧用橡皮泥进行密封。

当测拉拔力时，覆冰装置的锥形套筒1放置于水泥路面10表层上，利用螺栓6将套筒A2与下十字铰7连接，用销9连接上十字铰8与下十字铰7，钢丝绳13两端分别连接上十字铰8顶部和测力计11下部，另一钢丝绳13一端连接测力计11上部，另一端绕过定滑轮12与手摇式加力机14连接，锥形套筒1底部外侧用橡皮泥进行密封。

当测拉拔力时，连接上十字铰8和测力计11的钢丝绳13与锥形套筒1的轴线处于同一铅垂线上。

当测剪切力时，连接锥形套筒1底部拉环15和测力计11的钢丝绳13与路面平行。

当测试拉拔力时，冰层与水泥路面10的最大拉拔力可由竖向测力计读取。

当测试剪切力时，冰层与水泥路面10的最大剪切力可由水平测力计读取

上述水泥路面10表面所形成的冰层为圆锥状。

上述锥形套筒1的内壁涂刷亲水性涂层，底部内径为8cm，套筒A2为连接套筒，套筒B3为定位套筒，锥形套筒1顶端直径与套筒A2和套筒B3内径相同。

上述上十字铰8与下十字铰7用销9连接，能够保证上十字铰8与下十字铰7在水平方向自由移动，调整后使上十字铰8的轴线和锥形套筒1的轴线重合。

上述的钢丝绳13采用强度较高的钢丝制作，在承受较大拉力时保证变形相当小。

上述测力计11量程较大，精度为0.1N，满足冻粘强度测量的精度要求。

如图1所示，覆冰拉拔力测试实例，选取需要测试的水泥路面区域并清除杂物，将锥形套筒置于选定的水泥混凝土路面区域，用橡皮泥将锥形套筒底部外侧进行密封。将接近0℃的水溶液倒入锥形套筒内放置一段时间使冰层与路面形成稳定的冻粘。利用螺栓将套筒A与上十字铰连接，用销连接上十字铰与下十字铰，钢丝绳两端分别连接上十字铰顶部和测力计下部，另一钢丝绳一端连接测力计上部，另一端绕过定滑轮与手摇式加力机连接。调整上下十字铰的相对位置，使钢丝绳和锥形套筒的轴线重合。以较低的速度匀速搅动手摇式加力机，直至冰层与路面拉离，读取竖向测力计的最大拉力值。

覆冰剪切力测试实例，如图1所示，选取需要测试的水泥路面区域并清除杂物，将锥形套筒置于选定的水泥混凝土路面区域，用橡皮泥将锥形套筒底部外侧进行密封。将接近0℃的水溶液倒入锥形套筒内放置一段时间使冰层与路面形成稳定的冻粘。钢丝绳两端分别连接锥形套筒底部拉环和测力计底部挂钩，另一钢丝绳一端连接传感器顶部，一端连接手摇式加力机。调整手摇式加力机的位置使钢丝绳与水泥路面保持平行。以较低的速度匀速搅动手摇式加力机，直至冰层与路面分离，读取水平向测力计的最大拉力值。

以上所述，是本实用新型最实用和最常用的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，为了特定工程上的应用便利，任何人员在本实用新型的技术范围内对该试验装置的改动和替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，其特征在于，包括覆冰装置和施力装置；其中，

施力装置包括十字铰、定滑轮(12)、钢丝(13)和拉力机(14)；

实验状态时，覆冰装置放置在水泥路面上，覆冰装置内放置有水溶液或冰层(5)，定滑轮(12)固定安装在覆冰装置的正上方，剪切实验时，拉力机(14)通过钢丝(13)与覆冰装置的外壁连接，拉拔实验时，拉力机(14)通过穿过定滑轮(12)的钢丝(13)与十字铰的上端连接，十字铰的下端与覆冰装置的顶部连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，其特征在于，还包括读数系统，其包括两个测力计(11)，分别设置在两根钢丝(13)上。

3.根据权利要求1所述的一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，其特征在于，覆冰装置包括自下而上一体化成型的锥形套筒(1)、套筒A(2)和套筒B(3)。

4.根据权利要求3所述的一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，其特征在于，套筒A(2)的周向上开设有螺纹孔(4)，用于通过螺栓(6)与十字铰的下端连接。

5.根据权利要求3所述的一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，其特征在于，锥形套筒(1)的外壁上设置有用于与钢丝(13)连接的拉环(15)。

6.根据权利要求3所述的一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，其特征在于，锥形套筒(1)的内壁涂刷有亲水性涂层。

7.根据权利要求1所述的一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，其特征在于，十字铰包括下十字铰(7)和上十字铰(8)，下十字铰(7)和上十字铰(8)之间通过销(9)连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于现场测量水泥混凝土路面覆冰强度的实验装置，其特征在于，拉力机(14)采用手动式拉力机。