专利名称：纤维与砂浆材料粘结性能测试装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种材料试验装置及方法，尤其是一种含纤维砂浆中的纤维粘结强度试验装置及方法，具体地说是一种纤维与砂浆材料粘结性能测试装置及方法。
背景技术：
众所周知，纤维水泥基复合材料已在国内外工程中广泛应用，用以减少水泥基材的收缩变形，提高其抗裂性。其抗裂性能的发挥与纤维本身的性能以及与水泥基材的界面粘结强度密切相关。界面粘结强度可由纤维拔出试验、纤维压入试验、纤维断裂试验、微珠脱粘试验等方法获得。对于混凝土、砂浆等易于开裂脆性基材，出现裂缝时，纤维桥联裂缝两侧，这与纤维拔出试验情况相近，因此可采用纤维拔出试验研究其界面粘结强度。 纤维与水泥材料的粘结承载性能与纤维种类、纤维埋入长度、埋入角度，以及水泥基材的自身特征如配合比、温湿度、龄期等有一定的关系。而目前针对纤维水泥基材料的研究多集中在宏观力学性能方面的研究，很少有针对纤维与水泥基材的粘结性能所作的研究，因此无法为纤维水泥基材料细观数值研究提供一套合理实用的参数。因此，研发一种可以准确测定不同影响因素下纤维与水泥基材料之间的粘结性能的试验装置和试验方法，为纤维水泥基复合材料性能研究及有限元分析提供技术参数具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是针对目前因缺少相关的试验装置和方法因此难以为纤维水泥基复合材料性能研究及有限元分析提供相关技术参数的问题，设计一种纤维与砂浆材料粘结性能测试装置，同时提出相应的测试方法。本发明的技术方案之一是
一种纤维与砂浆材料粘结性能测试装置，其特征是它包括试件成型模具I和拉伸试验夹具2，所述的试件成型模具I包括左模具3、右模具4和塑料插片5，左模具3、右模具4拼接后形成一个“ 8 ”字形型腔，在左模具3、右模具4和中间位置处各设有一个用于插装塑料插片5 —边的卡槽6，所述的塑料插片5上设有供纤维的一端穿过的、与纤维直径相匹配的若干通孔，在左模具3和右模具4 一边上设有与内腔相通的侧边横向缝7，侧边横向缝7上固定有与穿过塑料插片5上的通孔的纤维一端相连的连接线；所述的拉伸试验夹具2由与试件11端部外形相配的内弧形夹头8、球铰接头9和连接螺栓10组成，内弧形夹头8套装在试件11的端部，球铰接头9的球座通过连接螺栓10与内弧形夹头8相连，球铰接头9的拉杆端与拉力试验机的施力端或固定座相接。所述的左模具3和右模具4上的侧边横向缝7处设有标示纤维埋入长度和角度的刻度线。本发明的技术方案之二是
一种纤维与砂浆材料粘结性能测试方法，其特征是它包括试件的制备、装夹和拉伸试验，其中试件的制备步骤为首先，根据待试验纤维直径在塑料插片居中部位打若干小孔，然后将待试验纤维穿过小孔；
其次，将待试验纤维的一端缠绕成圈或高温加热成疙瘩，以加强该端在高强砂浆中的锚固，确保在拉伸加载时，该端不会脱粘；
第三，将穿有待试验纤维的塑料插片卡入“8”字形试件成型模具中间部位的卡槽内，通过塑料插片将试模内腔分割为两部分
第四，先在待试验纤维锚固端的一半试件成型模具内浇筑高强砂浆材料，待该部分砂浆硬化后，通过胶带将待试验纤维的另一端与普通细线粘接，并通过细线牵引和试件成型模具侧壁的侧边横向缝上的连接线相连从而将待试验纤维固定于设定的试验角度处，然后浇筑第二部分砂浆，待砂浆硬化至指定龄期后拆模即完成试件的制备；
将制备所得的试件的两端分别套装在拉伸试验夹具对应的内弧形夹头上，并通过连接螺栓与连接球饺的球座相连，将两个连接球铰的连杆分别与拉伸试验机的固定端及施力端相边，启动拉伸试验机，记录试验数据。为了检测不同温湿度条件下的纤维与砂浆的粘结性能，可先对试件烘烤或浸泡后再与拉伸试验夹具相连。本发明的有益效果
本发明为准确测定纤维与砂浆材料的粘结性能，研究不同纤维埋入长度和埋入角度，以及砂浆材料不同配合比，不同温湿度和龄期条件下纤维与砂浆材料粘结承载性能的变化规律提供了必要的试验装置和方法。本发明具有装置简单，操作方便的优点。
图I是本发明的纤维与砂浆材料粘结性能的试验装置结构示意图。图2本发明的“8”字形试件成型模具的结构示意图，其中图2a为俯视2b为图2a的A向视图。图3为本发明的内弧形夹具结构示意图。图4为本发明的球饺接头的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。实施例一。如图1-4所示。一种纤维与砂浆材料粘结性能测试装置，它包括试件成型模具I (图2)和拉伸试验夹具2 (图3、4)，所述的试件成型模具I包括左模具3、右模具4和塑料插片5，左模具3、右模具4拼接后形成一个“8”字形型腔(如图2a)，在左模具3、右模具4和中间位置处各设有一个用于插装塑料插片5 —边的卡槽6，所述的塑料插片5上设有供纤维的一端穿过的、与纤维直径相匹配的若干通孔，在左模具3和右模具4 一边上设有与内腔相通的侧边横向缝7，侧边横向缝7上固定有与穿过塑料插片5上的通孔的纤维12 —端相连的连接线，如图2b所示。所述的拉伸试验夹具2由与试件11端部外形相配的内弧形夹头8 (如图3)、球铰接头9 (如图4)和连接螺栓10组成，内弧形夹头8套装在试件11的端部，球铰接头9的球座通过连接螺栓10与内弧形夹头8相连，球铰接头9的拉杆端与拉力试验机的施力端或固定座相连，如图I所示。在左模具3和右模具4上的侧边横向缝7处设有标示纤维埋入长度和角度的刻度线。实施例二。 一种纤维与砂浆材料粘结性能测试方法，它包括试件的制备、装夹和拉伸试验，其中试件的制备步骤为
首先，根据待试验纤维直径在塑料插片居中部位打若干小孔，然后将待试验纤维穿过小孔；
其次，将待试验纤维的一端缠绕成圈或高温加热成疙瘩，以加强该端在高强砂浆中的锚固，确保在拉伸加载时，该端不会脱粘；
第三，将穿有待试验纤维的塑料插片卡入“8”字形试件成型模具中间部位的卡槽内，通过塑料插片将试模内腔分割为两部分；
第四，先在待试验纤维锚固端的一半试件成型模具内浇筑高强砂浆材料，待该部分砂浆硬化后，通过胶带将待试验纤维的另一端与普通细线粘接，并通过细线牵引和试件成型模具侧壁的侧边横向缝上的连接线相连从而将待试验纤维固定于设定的试验角度处，然后浇筑第二部分砂浆，待砂浆硬化至指定龄期后拆模即完成试件的制备；为了检测不同温湿度条件下的纤维与砂浆的粘结性能，可先对试件烘烤或浸泡后再与拉伸试验夹具相连。试件装夹是指将制备所得的试件的两端分别套装在拉伸试验夹具对应的内弧形夹头上，并通过连接螺栓与连接球饺的球座相连，将两个连接球铰的连杆分别与拉伸试验机的固定端及施力端相边，球饺接头可消除轴拉时的偏心影响，启动拉伸试验机，对砂浆与纤维粘结试件施加轴向拉伸荷载，记录试验数据(包括纤维被拔出脱粘时的最大拉伸荷载值以及拔出位移值)。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种纤维与砂浆材料粘结性能测试装置，其特征是它包括试件成型模具(I)和拉伸试验夹具(2)，所述的试件成型模具(I)包括左模具(3)、右模具(4)和塑料插片(5)，左模具(3)、右模具(4)拼接后形成一个“8”字形型腔，在左模具(3)、右模具(4)和中间位置处各设有一个用于插装塑料插片(5)—边的卡槽(6)，所述的塑料插片(5)上设有供纤维的一端穿过的、与纤维直径相匹配的若干通孔，在左模具(3)和右模具(4) 一边上设有与内腔相通的侧边横向缝(7)，侧边横向缝(7)上固定有与穿过塑料插片(5)上的通孔的纤维一端相连的连接线；所述的拉伸试验夹具(2)由与试件(11)端部外形相配的内弧形夹头(8)、球铰接头(9)和连接螺栓(10)组成，内弧形夹头(8)套装在试件(11)的端部，球铰接头(9)的球座通过连接螺栓(10)与内弧形夹头(8)相连，球铰接头(9)的拉杆端与拉力试验机的施力端或固定座相连。
2.根据权利要求I所述的纤维与砂浆材料粘结性能测试装置，其特征是所述的左模具(3)和右模具(4)上的侧边横向缝(7)处设有标示纤维埋入长度和角度的刻度线。
3.—种纤维与砂浆材料粘结性能测试方法，其特征是它包括试件的制备、装夹和拉伸试验，其中试件的制备步骤为 首先，根据待试验纤维直径在塑料插片居中部位打若干小孔，然后将待试验纤维穿过小孔； 其次，将待试验纤维的一端缠绕成圈或高温加热成疙瘩，以加强该端在高强砂浆中的锚固，确保在拉伸加载时，该端不会脱粘； 第三，将穿有待试验纤维的塑料插片卡入“8”字形试件成型模具中间部位的卡槽内，通过塑料插片将试模内腔分割为两部分； 第四，先在待试验纤维锚固端的一半试件成型模具内浇筑高强砂浆材料，待该部分砂浆硬化后，通过胶带将待试验纤维的另一端与普通细线粘接，并通过细线牵引和试件成型模具侧壁的侧边横向缝上的连接线相连从而将待试验纤维固定于设定的试验角度处，然后浇筑第二部分砂浆，待砂浆硬化至指定龄期后拆模即完成试件的制备； 所述的试件装夹是指将制备所得的试件的两端分别套装在拉伸试验夹具对应的内弧形夹头上，并通过连接螺栓与连接球饺的球座相连，将两个连接球铰的连杆分别与拉伸试验机的固定端及施力端相接，启动拉伸试验机进行拉伸试验，记录试验数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是也可以先对试件烘烤或浸泡后再与拉伸试验夹具相连，以检测不同温湿度条件下的纤维与砂浆的粘结性能。
全文摘要
一种纤维与砂浆材料粘结性能测试装置及方法，所述的装置包括试件成型模具(1)和拉伸试验夹具(2)，所述的试件成型模具(1)包括左模具(3)、右模具(4)和塑料插片(5)，左模具(3)、右模具(4)拼接后形成一个“8”字形型腔，在左模具(3)、右模具(4)和中间位置处各设有一个用于插装塑料插片(5)一边的卡槽(6)，所述的塑料插片(5)上设有若干通孔，在左模具(3)和右模具(4)一边上设有侧边横向缝(7)；所述的拉伸试验夹具(2)由与试件(11)端部外形相配的内弧形夹头(8)、球铰接头(9)和连接螺栓(10)组成。本发明的装置和方法简单易行，试验精度高。
文档编号G01N19/04GK102628790SQ20121011889
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者孔祥双, 宣卫红, 陈育志 申请人:南京市漆桥建筑安装工程有限公司, 金陵科技学院