CN210893877U - 一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置 - Google Patents

Abstract

一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置，它涉及一种冰剪切粘结力测定装置。本实用新型为了解决现有冰剪切粘结力测量装置数值偏小，冰冻结过程中产生的围压对试验结果影响大，试验误差大，被测物结构复杂的问题。本实用新型的被测试件(6)竖直安装在第一凸台(1‑1)上，乳胶桶(5)密封安装在底座(1)的第二凸台(1‑2)上，三瓣膜套筒(4)套装在乳胶桶(5)的外侧壁上，且三瓣膜套筒(4)位于第三凸台(1‑3)上，橡皮筋(3)套装在三瓣膜套筒(4)的外侧壁上，隔温套(2)安装在三瓣膜套筒(4)的外侧壁上，且隔温套(2)位于第三凸台(1‑3)上，橡皮筋(3)套装在隔温套(2)的外侧壁上。本实用新型用于冰剪切粘结力测定。

Description

一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置

技术领域

本实用新型涉及一种冰剪切粘结力测定装置，具体涉及一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置，属于寒区水工建筑物冰冻破坏防治技术领域。

背景技术

在寒冷地区，由于冰粘结力产生的冰拔力对水工建筑物尤其是护坡的影响巨大，如何准确获得混凝土与冰之间在不同低温条件下的剪切粘结力对研究冰冻破坏尤其重要。

目前，已知测量冰剪切粘结力的装置由被测物、冻冰模具和冰介质组成，将被测物放入冻冰模具中，加入可以冻冰的介质如水等，在结冰后将试验装置放在拉力或压力机上进行冰剪切粘结力的测量，测量方法有重叠法、激光层裂法、扭转法、缸式法、悬臂梁弯曲法及振动法等。其中重叠法、激光裂层法、悬臂梁法及振动法的测量装置多数是被测物与冰之间只有一个面接触，这使得测量出的冰剪切粘结力数值偏小，对受影响因素更敏感，测量结果离散性大，增大了试验误差。而扭转法及缸式法虽然接触面较大，但受装置条件影响，使得被测物结构复杂，制备难度高，冰冻过程产生的围压对冰剪切粘结力测定值影响大。

综上所述，现有冰剪切粘结力测量装置数值偏小，冰冻结过程中产生的围压对试验结果影响大，试验误差大，被测物结构复杂的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有冰剪切粘结力测量装置数值偏小，冰冻结过程中产生的围压对试验结果影响大，试验误差大，被测物结构复杂的问题。进而提供一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置。

本实用新型的技术方案是：一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置包括底座、隔温套、橡皮筋、三瓣膜套筒、乳胶桶和被测试件，底座为由上至下直径渐增的三阶层圆柱凸台底座，所述凸台由上至下依次为第一凸台、第二凸台和第三凸台，被测试件竖直安装在第一凸台上，乳胶桶密封安装在底座的第二凸台上，三瓣膜套筒套装在乳胶桶的外侧壁上，且三瓣膜套筒位于第三凸台上，橡皮筋套装在三瓣膜套筒的外侧壁上，隔温套安装在三瓣膜套筒的外侧壁上，且隔温套位于第三凸台上，橡皮筋套装在隔温套的外侧壁上。

进一步地，被测试件为圆柱形被测试件。

进一步地，第一凸台的直径与被测试件的直径相同。

进一步地，乳胶桶为无盖桶状体。

进一步地，乳胶桶的桶底与第二凸台之间涂有凡士林。

进一步地，三瓣膜套筒的内径与乳胶桶的外径和第二凸台的外径相同。

本实用新型与现有技术相比具有以下效果：

1、现有的公告号为CN206420750U的专利中，由于水冻结成冰的过程中，外部钢质模具并未拆卸，冰冻过程产生的膨胀变形受到外部钢模约束，导致中心杆件表面受到法向压力，形成围压。而本实用新型的测试装置通过采用柔性的乳胶桶和三瓣膜套筒进行装水。采用隔温层使冻结发生在测试水体上下表面而非环向，冰冻结时围压能够有效释放。而且在进行试验时，拆除了乳胶桶、保温套与三瓣膜套筒，从而消除了冰在冻结过程中产生的围压及其对冰剪切粘结力测量的影响，测试结果更为准确可靠。

2、本实用新型的被测物体为圆柱形，容易制备。

3、本实用新型的圆柱形的被测物体沿圆周方向均与冰接触，增大了被测物体与冰之间的接触面积，从而增大被测物体与冰之间的剪切粘结力，减小了试验误差。

4、本实用新型的被测物体在试验时已在带有低温试验箱的压力机上恒温，温度控制精准。

5、本实用新型结构简单。操作简单方便。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是乳胶桶剖面图；

图3是底座示意图；

图4是使用该装置制成的测试试件示意图；

图5是装置在带有低温箱的压力机上试验示意图。

标注说明：1底座、2隔温层、3橡皮筋、4三瓣膜套筒、5乳胶桶、6被测试件、6-1冰体7支承平台、8恒温箱、9施力杆件。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置，它包括底座1、隔温套2、橡皮筋3、三瓣膜套筒4、乳胶桶5和被测试件6，底座1为由上至下直径渐增的三阶层圆柱凸台底座，所述凸台由上至下依次为第一凸台1-1、第二凸台1-2和第三凸台1-3，被测试件6竖直安装在第一凸台1-1上，乳胶桶5密封安装在底座1的第二凸台1-2上，三瓣膜套筒4套装在乳胶桶5的外侧壁上，且三瓣膜套筒4位于第三凸台1-3上，橡皮筋3套装在三瓣膜套筒4的外侧壁上，隔温套2安装在三瓣膜套筒4的外侧壁上，且隔温套2位于第三凸台1-3上，橡皮筋3套装在隔温套2的外侧壁上。

本实用新型将被测试件制作成圆柱形放置在测试装置的底座正中心处，将乳胶桶套装在试验装置底座上，用凡士林均匀涂抹在乳胶桶将底座覆盖的部位，避免因低温与底座粘接，在乳胶桶周围安装三瓣膜套筒，并用橡皮筋将三瓣膜套筒套紧，最后在三瓣膜套筒周围套上保温层。将水注入套筒与被测试件之间的空隙处，装置内的水冰冻后摘下保温层与三瓣膜套筒，并拆下底座，将乳胶桶与制成的冰体脱模，被测试件连同冰体放在低温试验箱内，调节低温试验箱温度至测量温度，恒温两小时后，在被测物体上施加压力，由于三瓣膜套筒仅受乳胶桶微弱的束缚，相比于不可变形的套筒或约束力大的套筒水在冻冰过程中可以自由膨胀，有效降低了冻冰过程产生的围压，因此获得冰与被测试件之间的冰剪切粘结力更为准确。

由于水在冰冻过程中的会产生冷胀热缩的现象，因此，乳胶桶5具有一定柔性，便于满足冰在冻结过程中产生的变形量。

本实施方式的隔温套2采用橡塑保温材料，作用是延缓套筒内水沿法向与外界冷空气的热量交换。隔温套2是使冻结沿竖直方向(非法向)产生、发展，冰冻结时围压能够有效减缓和释放。

本实施方式的橡皮筋3用于勒紧三瓣膜套筒4与隔温材料2。

具体实施方式二：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式的被测试件6为圆柱形被测试件。如此设计，沿圆周方向均与冰接触，增大了被测物体与冰之间的接触面积，从而增大被测物体与冰之间的剪切粘结力，减小了试验误差。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

本实施方式的被测试件6的高度根据低温试验箱内可用高度调节。

具体实施方式三：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式的第一凸台1-1的直径与被测试件6的直径相同。如此设计，容易制备；其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的乳胶桶5为无盖桶状体，乳胶桶5的桶底上开设与第一凸台1-1外径相同的安装孔5-1。如此设计，便于与底座3的套筒连接部3-1进行连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式的乳胶桶5的桶底与第二凸台1-2之间涂有凡士林。如此设置，便于密封，使装置密封不漏水，避免因低温与底座1粘接；乳胶桶的外径与第二凸台1-2的直径一致。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三或四相同。

具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式的三瓣膜套筒4的内径与乳胶桶5的外径和第二凸台1-2的外径相同。如此设置，三者之间便于紧密贴合，保证了冰体成型的外形质量。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四或五相同。

具体实施方式七：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式的包括以下步骤：

步骤一、将被测试件6制作成圆柱形，并放置在测试装置的底座的正中心第一凸台1-1处；

步骤二、将乳胶桶5套装在试验装置的底座1的第二凸台1-2上，用凡士林均匀涂抹在乳胶桶5的底部与底座1覆盖的部位；

步骤三、在乳胶桶5的外侧壁上套装三瓣膜套筒4，并用橡皮筋3将三瓣膜套筒4套紧；

步骤四、在三瓣膜套筒4的外侧壁上套上保温套2；

步骤五、将水注入乳胶桶5与被测试件6之间的空隙处；

步骤六、将测试装置放入低温环境内冰冻；

步骤七、测试装置内的水冰冻后摘下保温套2与三瓣膜套筒4，并拆下底座1，将乳胶桶5与制成的冰体脱模，将被测试件6连同冰体6-1放置在调整好温度的低温试验箱8内的支承平台7上，恒温2小时后通过施力杆件9施加压力，所得最大压力为冰剪切粘结力，自此，完成了冰剪切粘结力测量。

具体实施方式八：结合图1说明本实施方式，本实施方式步骤七中的低温环境是指0℃以下的冰冻环境。如此设计，便于冰的快速冻结。其它组成和连接关系与具体实施方式一、二、三、四、五、六或七相同。

Claims (6)

1.一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置，其特征在于：它包括底座(1)、隔温套(2)、橡皮筋(3)、三瓣膜套筒(4)、乳胶桶(5)和被测试件(6)，底座(1)为由上至下直径渐增的三阶层圆柱凸台底座，所述凸台由上至下依次为第一凸台(1-1)、第二凸台(1-2)和第三凸台(1-3)，被测试件(6)竖直安装在第一凸台(1-1)上，乳胶桶(5)密封安装在底座(1)的第二凸台(1-2)上，三瓣膜套筒(4)套装在乳胶桶(5)的外侧壁上，且三瓣膜套筒(4)位于第三凸台(1-3)上，橡皮筋(3)套装在三瓣膜套筒(4)的外侧壁上，隔温套(2)安装在三瓣膜套筒(4)的外侧壁上，且隔温套(2)位于第三凸台(1-3)上，橡皮筋(3)套装在隔温套(2)的外侧壁上。

2.根据权利要求1所述的一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置，其特征在于：被测试件(6)为圆柱形被测试件。

3.根据权利要求2所述的一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置，其特征在于：第一凸台(1-1)的直径与被测试件(6)的直径相同。

4.根据权利要求3所述的一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置，其特征在于：乳胶桶(5)为无盖桶状体。

5.根据权利要求4所述的一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置，其特征在于：乳胶桶(5)的桶底与第二凸台(1-2)之间涂有凡士林。

6.根据权利要求5所述的一种无冰冻围压的冰剪切粘结力测定装置，其特征在于：三瓣膜套筒(4)的内径与乳胶桶(5)的外径和第二凸台(1-2)的外径相同。

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