CN211235324U - 一种粘合材料剪切性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粘合材料剪切性能试验装置，包括外板、中板、连接件、承载平台、承载头、外板压条和中板压条，所述外板有两块，平行设置且外板的下部通过连接件连接固定，两块所述外板相对的内侧设有位置相对且上部开口的第一凹槽，所述中板的两侧面上分别设有下部开口的第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽之间形成一个夹持试样的空间，所述中板压条可拆卸地固定在中板底部，中板和中板压条则一起夹持在两块外板之间，所述外板压条可拆卸地固定在外板的上部，所述承载平台固定在中板上，所述承载头固定在承载平台上。本实用新型可以消除装置摩擦阻力，使试验结果更为精确，使试件仅仅受到剪力，消除试件在厚度方向受到的力。

Description

一种粘合材料剪切性能试验装置

技术领域

本实用新型涉及剪切性能试验装置技术领域，特别涉及一种粘合材料剪切性能试验装置。

背景技术

随着人们对建筑外观的要求的提高，幕墙玻璃正逐渐被广泛使用。建筑行业中的幕墙玻璃一般是由钢化玻璃片经粘合材料粘结成的夹层玻璃，中空玻璃和中空夹层玻璃。

多层玻璃粘合材料常用的有硅酮结构胶，PVB中间膜。硅酮结构胶是一种使用范围广，耐用的高模量、高弹性的硅酮橡胶。其具有有极佳的耐候性和耐老化性，适用于大多数建筑材料的粘合，PVB中间膜是一种具有高剪切模量、高粘结强度的高分子薄膜，用于夹层玻璃的中间层，用于将夹层玻璃的两片单玻璃片粘合起来。

中空玻璃的粘结方式是通过隔条系统将两片单片玻璃粘结。其隔条系统包括隔条，丁基胶，硅酮结构胶。其中，隔条的材料大多为铝，在系统中起到骨架作用，并承受中空玻璃的两片玻璃片之间的压力。丁基胶密封性好，耐热耐耐老化，在隔条系统中主要起到阻隔外部水汽的作用。硅酮结构胶是一种优异的粘弹性粘结材料，其拉伸强度，粘结强度，剪切强度高，并具有一定的刚度。在隔条系统中，硅酮结构胶承担隔条系统的外围密封的作用，并将整个系统粘结在一起。

对于夹层玻璃，则是在较高温度下用两片钢化玻璃将PVB中间膜夹紧并施加压力，持压至冷却从而实现粘结。PVB中间膜的性能对夹层玻璃的粘结效果有很大的影响。

对于中空夹层玻璃，则是将一片夹层玻璃和一片钢化玻璃通过隔条系统连接，为了研究中空玻璃，夹层玻璃，中空夹层玻璃的粘结系统的剪切性能，首先制作相应的试件，并将试件置于试验装置内并进行固定，再将试验装置置于加载装置中进行加载从而得到试验数据。加载时，试件受到剪力，两片玻璃片之间发生相对位移。记录加载力及其对应的相对位移，整理可以得到粘合材料的剪切性能。

现有技术中也公开的一些测试剪切性能的试验装置，但是易于出现在加载时连接杆和上夹具之间存在内部摩擦力；试件的玻璃片和夹具的槽位之间可能存在空隙，加载时试块可能会松动；试件的结构胶宽度会受到限制，试件的结构胶厚度受到限制，无法改变试件的结构胶层厚度，试件在加载时可能受到厚度方向的压力，使试件的受力环境发生改变等问题。例如中国专利“一种结构密封胶抗剪实验夹具，申请号：201810268639.6”，该装置在加载时连接杆和上夹具之间存在内部摩擦力，试件的玻璃片和夹具的槽位之间可能存在一定的空隙，加载时试块可能会松动，试件的结构胶宽度会受到限制。所以需要寻找一种能够解决上述问题的试验装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种粘合材料剪切性能试验装置，该试验装置可以消除装置摩擦阻力，使试验结果更为精确，使试件仅仅受到剪力，消除试件在厚度方向受到的力，本试验装置还能适应不同厚度、不同种类的试件，试件上的结构胶的分布不会受到限制。

为了实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种粘合材料剪切性能试验装置，包括外板、中板、连接件、承载平台、承载头、外板压条和中板压条，所述外板有两块平行设置且下部通过连接件连接固定，两块所述外板相对的内侧设有位置相对且上部开口的第一凹槽，所述中板的两侧面上分别设有下部开口的第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽之间形成一个夹持试样的空间用于夹持试样，所述中板压条可拆卸地固定在中板底部，中板和中板压条则一起夹持在两块外板之间，所述外板压条可拆卸地固定在外板的上部，所述承载平台固定在中板上，所述承载头固定在承载平台上。

进一步地，两块所述外板的下部两个角处设置有穿孔，所述连接件穿过穿孔将外板平行固定。

进一步地，所述连接件包括连接螺杆、内螺母、外螺母、内螺母垫块和外螺母垫块，所述连接螺杆依次穿过外板的穿孔连接，所述内螺母和内螺母垫块均贯穿在连接螺杆上位于两块外板之间，所述外螺母和外螺母垫块位于连接螺杆的两端，所述外板通过内螺母和外螺母分别挤压内螺母垫块和外螺母垫块夹紧固定，连接螺杆与内螺母、外螺母适配。

进一步地，所述中板的底部两侧设有第一螺孔，所述中板压条通过螺丝与第一螺孔配合固定。

进一步地，所述第一螺孔位于第一凹槽的两侧，所述第一凹槽由中板的底部向上切削中间一部分形成一个向下开口的凹槽。

进一步地，所述外板压条为方形条，且通过在外板的上端两侧设置第二螺孔配合螺丝固定。

进一步地，所述第二螺孔位于第二凹槽的两侧，该第二凹槽是由外板的上端向下切削中间部分至外板的中下部形成。

进一步地，所述承载平台为方形板块并焊接固定在中板的上方，该承载平台位于承载平台的中间。

进一步地，所述承载头为圆柱形并焊接固定在承载平台的上方中央，该承载头的上端打磨成半球状。

进一步地，所述承载头的直径为20mm。

本实用新型通过使用上述技术方案的到的有益效果是：

(1)一次可夹紧进行两个试件进行试验，可以减少试验时的偶然误差，加快试验效率，两试件对称安装，承受相等剪力；

(2)试件加载时装置的中板只和试件接触，不和外板接触，加载时，其不会受到摩擦阻力，整个装置无摩擦阻力，可以消除摩擦力的影响，增加试验结果精确性；

(3)装置适用于不同厚度，不同规格的试件。除了可以做一般结构胶的试验外，还可以进行中空玻璃隔条系统纵向、横向的剪切试验，夹层玻璃的 PVB膜的剪切试验，中空夹层玻璃隔条系统以及PVB膜的剪切试验；

(4)本实用新型的试验装置在试验过程中试件在粘合材料厚度方向上不受压力或拉力的作用，仅仅受到平行于玻璃片方向的剪力作用，防止试件在厚度方向上发生变形，使试验更精确，精度达0.5％；

(5)本实用新型的试验装置适用不同厚度，不同规格的试件，适用于多种规格的加载设备，通用性强；

(6)试件在粘合材料或空腔间隔系统上不受压力或拉力的作用，仅仅受到平行于玻璃片方向的剪力作用，使试件因为两片玻璃片相对位移过大而使材料发生剪切破坏。

附图说明

图1是本实用新型的实验装置的结构示意图；

图2是本实用新型中实验装置部分部件分散的结构示意图；

在附图中，外板1、中板2、连接件3、连接螺杆31、内螺母32、外螺母33、内螺母垫块34、外螺母垫块35、承载平台4、承载头5、外板压条6、中板压条7、第一凹槽8、第二凹槽9、试件10。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，提供这些实施方式只是为了使本实用新型更加透彻和完整，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1和图2所示，一种粘合材料剪切性能试验装置，包括外板1、中板 2、连接件3、承载平台4、承载头5、外板压条6和中板压条7，所述外板1 有两块平行设置且下部通过连接件3连接固定，两块所述外板1相对的内侧设有位置相对且上部开口的第一凹槽8，所述中板2的两侧面上分别设有下部开口的第二凹槽9，所述第一凹槽8和第二凹槽9之间形成一个夹持试样的空间，该试样可以模拟结构胶的剪切工况，也可以模拟中空玻璃和中空夹层玻璃的隔条系统受力工况，所述中板压条7可拆卸地固定在中板2底部，中板2 和中板压条7则一起夹持在两块外板之间，所述外板压条6可拆卸地固定在外板的上部，所述承载平台4固定在中板2上，所述承载头5固定在承载平台4上。

两块外板1的下部两个角处设置有穿孔，所述连接件3穿过穿孔将外板1 平行固定；连接件3包括连接螺杆31、内螺母32、外螺母33、内螺母垫块 34和外螺母垫块35，所述连接螺杆31依次穿过外板1的穿孔连接，所述内螺母32和内螺母垫块34均贯穿在连接螺杆31上位于两块外板1之间，所述外螺母33和外螺母垫块35位于连接螺杆31的两端，所述外板1通过内螺母 32和外螺母33分别挤压内螺母垫块34和外螺母垫块35夹紧固定，连接螺杆 31与内螺母32、外螺母33适配。

中板2的底部两侧设有第一螺孔，所述中板压条7通过螺丝与第一螺孔配合固定；第一螺孔位于第一凹槽8的两侧，所述第一凹槽8由中板2的底部向上切削中间一部分形成一个向下开口的凹槽。

外板压条6为方形条，且通过在外板1的上端两侧设置第二螺孔配合螺丝固定；第二螺孔位于第二凹槽9的两侧，该第二凹槽9是由外板的上端向下切削中间部分至外板的中下部形成。

承载平台4为方形板块并焊接固定在中板的上方，该承载平台4位于承载平台的中间；承载头5为圆柱形并焊接固定在承载平台4的上方中央，该承载头5的上端打磨成半球状；承载头5的直径为20mm。

本实用新型的试验装置制作时，先用20mm的厚钢板切割出两块尺寸为 150×140×20mm的外板1，一块尺寸为150×90×20mm的铁板，一个尺寸为60×10×20mm的承载平台7，使用10mm厚的钢板切割两块尺寸为150× 20×10的外板压条10和一块相同尺寸的中板压条11；将d＝20mm的圆钢截取20mm，将一端打磨成半球形；将承载平台7和承载头8依次焊接在尺寸为 150×90×20mm的铁板上，形成中板2。

在两个外板的下部两个角点处各钻凿一个沿着厚度方向的孔洞，并且各在其内侧顶边往下铣削一个尺寸为80×80×8mm的卡槽形成第二凹槽。在中板的两侧铣削同样尺寸的卡槽形成第一凹槽。同时，在两个外板的顶面、中板的底面靠近两个短边的位置钻孔，然后配合使用一个M8螺栓固定中板压条。对于外板压条，中板压条，在对着外板、中板开螺纹的相应位置再钻开一个直径为9mm的孔洞，使外板螺栓，中板螺栓能够顺利通过。

此外，装置其他部件的尺寸：连接螺杆为150mm的M10螺杆；内螺母垫块和外螺母垫块为中间开孔的30×30×2mm的方形垫块；内侧螺母和外侧螺母采用的是M10螺母，外板螺栓和中板螺栓都采用M8螺栓。

在使用本实用新型的试验装置进行实验时，首先制作试件。试件10的组成包括硅酮结构胶，隔条，丁基胶，玻璃片，PVB中间膜。对于隔条试件，将两条隔条贴上丁基胶条，再根据隔条的布置方向将两个隔条的一边粘结于一片玻璃片上，再将另外一片玻璃片盖在隔条的另一边，然后将两片玻璃片压紧，最后在隔条的外侧涂上硅酮结构胶。至于中空夹层试件，首先制作好夹层玻璃试件，再将贴上丁基胶条的隔条粘结于夹层玻璃的一面上，再在隔条外侧打上硅酮胶，最后再盖上一片钢化玻璃并压紧。所有试件于常温(25℃) 通风环境下养护28天后，再进行试验。

试件制作并养护完成后即可用装置夹紧。先在在两个连接螺杆的两个方向上套入内侧螺母和内螺母垫块，再将连接螺杆的两侧套入外板1，最后连接螺杆的两端依次套上外螺母垫块和外螺母，再根据放入中板和试件后外板的大致间距调整内螺母和外螺母从而调整外板的位置。

将两个试件分别插入中板两侧的第一凹槽，然后在中板2底部压上中板压条，再用中板螺栓将中板压条7固定，试件就被固定在中板上。

将带着试件的中板插入两个外板中间，将两个试件的外侧玻璃片对着外板的第二凹槽插入。然后，将两个外板压条分别压在两个外板上，然后拧紧外板螺栓，此时夹具即完成对试件的夹紧。

装置将试件夹紧后，将试件放在加载设备上进行加载。使用加载装置推动承载头5，即可对试件施加平行于玻璃片方向的剪力。

本装置的试验精度取决于测量仪器的精度。在加载时，本装置还需配合千分表或百分表等长度测量仪器和力测量仪器以测量试件两片玻璃片之间的相对位移和加载设备的加载力大小。

本实用新型的试验装置一次可夹紧进行两个试件进行试验，可以减少试验时的偶然误差，加快试验效率。两试件对称安装，承受相等剪力，装置适用于不同厚度，不同规格的试件。可以进行中空玻璃隔条系统纵向、横向的剪切试验，夹层玻璃的PVB膜的剪切试验，中空夹层玻璃隔条系统以及PVB 膜的剪切试验。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种粘合材料剪切性能试验装置，其特征在于：包括外板、中板、连接件、承载平台、承载头、外板压条和中板压条，所述外板有两块，平行设置且外板的下部通过连接件连接固定，两块所述外板相对的内侧设有位置相对且上部开口的第一凹槽，所述中板的两侧面上分别设有两个下部开口的第二凹槽，所述第一凹槽和第二凹槽之间形成一个夹持试样的空间用于夹持试样，所述中板压条可拆卸地固定在中板底部，中板和中板压条则一起夹持在两块外板之间，所述外板压条可拆卸地固定在外板的上部，所述承载平台固定在中板上，所述承载头固定在承载平台上。

2.根据权利要求1所述的一种粘合材料剪切性能试验装置，其特征在于：两块所述外板的下部两个角处设置有穿孔，所述连接件穿过穿孔将外板平行固定。

3.根据权利要求2所述的一种粘合材料剪切性能试验装置，其特征在于：所述连接件包括连接螺杆、内螺母、外螺母、内螺母垫块和外螺母垫块，所述连接螺杆依次穿过外板的穿孔连接，所述内螺母和内螺母垫块均贯穿在连接螺杆上位于两块外板之间，所述外螺母和外螺母垫块位于连接螺杆的两端，所述外板通过内螺母和外螺母分别挤压内螺母垫块和外螺母垫块夹紧固定，连接螺杆与内螺母、外螺母适配。

4.根据权利要求1所述的一种粘合材料剪切性能试验装置，其特征在于：所述中板的底部两侧设有第一螺孔，所述中板压条通过螺丝与第一螺孔配合固定。

5.根据权利要求4所述的一种粘合材料剪切性能试验装置，其特征在于：所述第一螺孔位于第一凹槽的两侧，所述第一凹槽由中板的底部向上切削中间一部分形成一个向下开口的凹槽。

6.根据权利要求1所述的一种粘合材料剪切性能试验装置，其特征在于：所述外板压条为方形条，且通过在外板的上端两侧设置第二螺孔配合螺丝固定。

7.根据权利要求6所述的一种粘合材料剪切性能试验装置，其特征在于：所述第二螺孔位于第二凹槽的两侧，该第二凹槽是由外板的上端向下切削中间部分至外板的中下部形成。

8.根据权利要求1所述的一种粘合材料剪切性能试验装置，其特征在于：所述承载平台为方形板块并焊接固定在中板的上方，该承载平台位于承载平台的中间。

9.根据权利要求8所述的一种粘合材料剪切性能试验装置，其特征在于：所述承载头为圆柱形并焊接固定在承载平台的上方中央，该承载头的上端打磨成半球状。

10.根据权利要求9所述的一种粘合材料剪切性能试验装置，其特征在于：所述承载头的直径为20mm。

Images