一种用于夹心试块的成型模具

1.本实用新型属于土木工程常规材性试验装置技术领域，特别涉及一种用于夹心试块的成型模具。


背景技术：

2.近年来，土木工程类常规材性试验的试验装置已日渐完善，如各类立方体试块模具、长方体试块模具等。由于试块尺寸较固定，因而模具能够批量性生产与使用，使得整个试块浇筑与成型过程快速高效；其中，夹心试块，一种由上下层混凝土基材(或水泥基材质)与中间层复合材质网格组成的扁平瘦长型试块，其成型过程主要借用传统的人工支模和定型框架配合浇筑与成型。
3.通过长期对试块制作与养护拆模过程、以及尺寸误差校对的观测发现，传统支模工具存在着试块制作过程繁琐、尺寸偏差过大的缺陷；而定型框架模具虽保证了尺寸精度，但中间层复合材质网格的置入较为困难，无法做到全区域平整覆盖。此外，无论传统模具亦或是定型框架模具，皆存在拆模较为困难的缺陷，从而导致拆模过程中不可避免的触碰试块边角，进而对试块产生一定程度的初始损伤。
4.因而，从便捷高效与尺寸精度多角度考虑，亟待开发出一套能够省力与较高精度的夹心试块成型模具尤为必要。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种用于夹心试块的成型模具，以解决传统成型模具在置于复合材质网格以及拆模过程，操作难度大，易对试块造成损失的技术问题。
6.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
7.本实用新型提供了一种用于夹心试块的成型模具，包括下层成型模板及上层成型模板；上层成型模板间隔设置在下层成型模板的上方，待成型夹心试块的中间层置于下层成型模板与上层成型模板之间；所述下层成型模板与上层成型模板共同形成待成型夹心试块的成型区域；
8.下层成型模板包括第一下层凹槽板及第二下层凹槽板；第一下层凹槽板与第二下层凹槽板均为u型凹槽板结构，第一下层凹槽板的开口侧与第二下层凹槽板的开口侧相互靠近；第一下层凹槽板的一端与第二下层凹槽板的一端转动连接，第一下层凹槽板的另一端与第二下层凹槽板的另一端配合固定；
9.上层成型模板包括第一上层凹槽板及第二上层凹槽板；第一上层凹槽板与第二上层凹槽板均为u型凹槽板结构，第一上层凹槽板的开口侧与第二上层凹槽板的开口侧相互靠近；第一上层凹槽板的一端与第二上层凹槽板的一端转动连接，第一上层凹槽板的另一端与第二上层凹槽板的另一端配合固定；
10.第一下层凹槽板与第二下层凹槽板的转动连接端和第一上层凹槽板与第二上层
凹槽板的转动连接端之间共用一根转动轴，且所述转动轴竖向设置。
11.进一步的，还包括合页；所述合页设置在下层成型模板与上层成型模板之间；合页包括转轴、第一上页片、第二上页片、第一下页片及第二上页片；
12.转轴竖向设置在下层成型模板与上层成型模板之间，并与所述转动轴重合；第一上页片与第二上页片对称设置在所述转轴的上端两侧；第一上页片的一端与第一上层凹槽板的转动端固定连接，另一端与所述转轴的上端转动连接；第二上页片的一端与第二上层凹槽板的转动端固定连接，另一端与所述转轴的上端转动连接；
13.第一下页片与第二下页片对称设置在所述转轴的下端两侧；其中，第一下页片间隔设置在第一上页片的下方，第二下页片间隔设置在第二上页片的下方；第一下页片的一端与第一下层凹槽板的转动端固定连接，另一端与所述转轴的下端转动连接；第二下页片的一端与第二下层凹槽板的转动端固定连接，另一端与所述转轴的下端转动连接。
14.进一步的，第一上页片与第一上层凹槽板之间、第二上页片与第二上层凹槽板之间、第一下页片与第一下层凹槽板之间以及第二下页片与第二下层凹槽板之间分别通过固定螺栓固定连接在一起。
15.进一步的，第一下层凹槽板的固定连接端设置有下层收缩槽，第二下层凹槽板的固定连接端设置有下层伸出头；所述下层伸出头配合设置在所述下层收缩槽中。
16.进一步的，第一上层凹槽板的固定连接端设置有上层收缩槽，第二上层凹槽板的固定连接端设置有上层伸出头；所述上层伸出头配合设置在所述上层收缩槽中。
17.进一步的，还包括第一螺母、第二螺母及配套螺钉；第一螺母固定设置在第二下层凹槽板的固定连接端外侧，第二螺母固定设置在第二上层凹槽板的固定连接端外侧；其中，第一螺母与第二螺母上下对中设置，配套螺钉从上到下依次贯穿所述第二螺母及第一螺母设置。
18.进一步的，第一螺母与第二下层凹槽板之间采用焊接固定；第二螺母与第二上层凹槽板之间采用焊接固定。
19.进一步的，上层成型模板与下层成型模板之间的间隔距离与所述待成型夹心试块的中间层的厚度相匹配。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
21.本实用新型提供了一种用于夹心试块的成型模具，通过间隔设置的下层成型模板与上层成型模板，便于待成型夹心试块的中间层置于待成型夹心试块中；同时，将下层成型模板与上层成型目标均采用两个u型凹槽板结构拼装成型，实现了模板的快速装拆，夹心试块施工工艺简单，操作过程便捷，成型后的夹心试块形状规整；具有可操作性和可推广性，浇筑成型的夹心试块尺寸精度较高，能够为材性试验制作的工艺便捷化提供可能。
22.进一步的，通过在下层成型模板与上层成型模板之间设置合页，利用合页的四个叶片对下层成型模板与上层成型模板中的凹槽板进行固定，确保了每个凹槽板均能绕合页的转轴自由转动，便于模板的装拆，有效提高了夹心试块的尺寸精度。
23.进一步的，通过在两个下层凹槽板之间以及两个上层凹槽板之间设置收缩槽及伸出头，利用收缩槽与伸出头的配合连接，实现两个下层凹槽板或两个上层凹槽板之间的闭合，确保了成型模具的装配强度，提高了夹心试块的成型精度。
24.进一步的，通过在下层凹槽板与上层凹槽板上分别设置螺母，并在两个螺母中插
设配套螺钉，利用配套螺钉实现对上下层成型模板的定位固定，避免了试块浇筑成型过程发生跑模，提高了成型模具的整体性和稳定性。
附图说明
25.图1为实施例所述的成型模具的整体结构示意图；
26.图2为实施例中下层成型模具闭合状态的结构示意图；
27.图3为实施例所述的成型模具的闭合状态的俯视图；
28.图4为实施例所述的成型模具的闭合状态的前视图；
29.图5为实施例所述的成型模具的闭合状态的右视图；
30.图6为实施例中下层基材浇筑成型的状态示意图；
31.图7为实施例中置入复合材质网格时的状态示意图；
32.图8为实施例中上层基材浇筑成型的状态示意图；
33.图9为实施例中制作的夹心试块的结构示意图。
34.其中，1下层成型模板，2上层成型模板，3第一螺母，4第二螺母，5配套螺钉，6合页，7下层基材，8中间层，9上层基材，10固定螺栓；101第一下层凹槽板，102第二下层凹槽板，103下层收缩槽，104下层伸出头；201第一上层凹槽板，202第二上层凹槽板，203上层收缩槽，204上层伸出头。
具体实施方式
35.为了使本实用新型所解决的技术问题，技术方案及有益效果更加清楚明白，以下具体实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
36.本实用新型提供了一种用于夹心试块的成型模具，包括下层成型模板1、上层成型模板2、第一螺母3、第二螺母4、配套螺钉5及合页6；上层成型模板2间隔设置在下层成型模板1的上方，待成型夹心试块的中间层7置于下层成型模板1与上层成型模板2之间；优选的，上层成型模板2与下层成型模板1之间的间隔距离与所述待成型夹心试块的中间层7的厚度相匹配；所述下层成型模板1与上层成型模板2共同形成待成型夹心试块的成型区域；其中，下层成型模板1作为待成型夹心试块的下层基材7的成型空间，上层成型模板2作为待成型夹心试块的上层基材9的成型空间。
37.下层成型模板1包括第一下层凹槽板101及第二下层凹槽板102；第一下层凹槽板101与第二下层凹槽板102均为u型凹槽板结构，第一下层凹槽板101的开口侧与第二下层凹槽板102的开口侧相互靠近；第一下层凹槽板101的一端与第二下层凹槽板102的一端转动连接，第一下层凹槽板101的另一端与第二下层凹槽板102的另一端配合固定；其中，第一下层凹槽板101的固定连接端设置有下层收缩槽103，第二下层凹槽板102的固定连接端设置有下层伸出头104；所述下层伸出头104配合设置在所述下层收缩槽103中。
38.上层成型模板2包括第一上层凹槽板201及第二上层凹槽板202；第一上层凹槽板201与第二上层凹槽板202均为u型凹槽板结构，第一上层凹槽板201的开口侧与第二上层凹槽板202的开口侧相互靠近；第一上层凹槽板201的一端与第二上层凹槽板202的一端转动连接，第一上层凹槽板201的另一端与第二上层凹槽板202的另一端配合固定；其中，第一上
层凹槽板201的固定连接端设置有上层收缩槽203，第二上层凹槽板202的固定连接端设置有上层伸出头204；所述上层伸出头204配合设置在所述上层收缩槽203中。
39.本实用新型中，第一螺母3固定设置在第二下层凹槽板102的固定连接端外侧，第二螺母4固定设置在第二上层凹槽板202的固定连接端外侧；其中，第一螺母3与第二螺母4上下对中设置，配套螺钉5从上到下依次贯穿所述第二螺母4及第一螺母3设置；其中，第一螺母3与第二下层凹槽板102之间采用焊接固定；第二螺母4与第二上层凹槽板202之间采用焊接固定；通过在第二下层凹槽板与第二上层凹槽板上分别设置螺母，并在两个螺母中插设配套螺钉，利用配套螺钉实现对上下层成型模板的定位固定，避免了试块浇筑成型过程发生跑模，提高了成型模具的整体性和稳定性。
40.所述合页6设置在下层成型模板1与上层成型模板2之间，合页6的下端与下层成型模板1相连，合页6的上端与上层成型模板2相连；所述合页6包括转轴、第一上页片、第二上页片、第一下页片及第二上页片。
41.所述转轴竖向设置在下层成型模板1与上层成型模板2之间，第一上页片与第二上页片对称设置在所述转轴的上端两侧；第一上页片的一端与第一上层凹槽板201的转动端固定连接，另一端与所述转轴的上端转动连接；第二上页片的一端与第二上层凹槽板202的转动端固定连接，另一端与所述转轴的上端转动连接；第一下页片与第二下页片对称设置在所述转轴的下端两侧；其中，第一下页片间隔设置在第一上页片的下方，第二下页片间隔设置在第二上页片的下方；第一下页片的一端与第一下层凹槽板101的转动端固定连接，另一端与所述转轴的下端转动连接；第二下页片的一端与第二下层凹槽板102的转动端固定连接，另一端与所述转轴的下端转动连接。
42.本实用新型中，第一下层凹槽板101与第二下层凹槽板102的转动连接端和第一上层凹槽板201与第二上层凹槽板202的转动连接端之间共用一根转动轴，且所述转动轴竖向设置，即合页6中的转轴作为所述转动轴使用；通过在下层成型模板1与上层成型模板2之间设置合页6，利用合页6的四个叶片对下层成型模板1与上层成型模板2中的凹槽板进行固定，确保了每个凹槽板均能绕合页的转轴自由转动，便于模板的装拆，有效提高了夹心试块的尺寸精度。
43.本实用新型中，第一上页片与第一上层凹槽板201之间、第二上页片与第二上层凹槽板202之间、第一下页片与第一下层凹槽板101之间以及第二下页片与第二下层凹槽板102之间分别通过固定螺栓10固定连接在一起。
44.工作原理及使用方法：
45.本实用新型所述的用于夹心试块的成型模具，使用时，具体过程如下：
46.首先，绕合页6的转轴转动第一下层凹槽板101与第二下层凹槽板102，使第二下层凹槽板102的下层伸出头104配合镶嵌在第一下层凹槽板101的下层收缩槽103中，拼装形成下层成型模板1；并在下层成型模板1内浇筑下层基材7；
47.其次，将中间层8放置在下层成型模板1上，并位于下层成型基材7的上方；
48.接着，绕合页6的转轴转动第一上层凹槽板201与第二上层凹槽板202，使第二上层凹槽板202的上层伸出头204配合镶嵌在第一上层凹槽板201的上层收缩槽203中，拼装形成上层成型模板2；同时，将配套螺钉5依次穿插在第二螺母4及第一螺母3中；
49.最后，在上层成型模板2内浇筑上层基材9，养护至规定条件进行逆序拆模即可，形
成最终的成型夹心试块。
50.本实用新型所述的用于夹心试块的成型模具，通过间隔设置的下层成型模板与上层成型模板，便于待成型夹心试块的中间层置于待成型夹心试块中；同时，将下层成型模板与上层成型目标均采用两个u型凹槽板结构拼装成型，实现了模板的快速装拆；将上下层凹槽板通过合页连接形成可自由转动的转动式闭合模具；有效克服了传统成型模具在置于中间层以及拆模过程中的诸多不便性，从而实现一种便捷、高效、精度较高的转动式成型模具。
51.实施例
52.以材性试验常用夹心试块的成型过程为例；其中，待成型的夹心试块的净尺寸为：长
×
宽
×
高＝500mm
×
50mm
×
12mm。
53.如附图1-9所示，本实施例提供了一种用于夹心试块的成型模具，包括下层成型模板1、上层成型模板2、第一螺母3、第二螺母4、配套螺钉5及合页6；上层成型模板2间隔设置在下层成型模板1的上方，待成型夹心试块的中间层7置于下层成型模板1与上层成型模板2之间；下层成型模板1作为待成型夹心试块的下层基材7的成型空间，上层成型模板2作为待成型夹心试块的上层基材9的成型空间。
54.下层成型模板1包括第一下层凹槽板101及第二下层凹槽板102；第一下层凹槽板101与第二下层凹槽板102均为u型凹槽板结构，第一下层凹槽板101的开口侧与第二下层凹槽板102的开口侧相互靠近；第一下层凹槽板101的一端与第二下层凹槽板102的一端转动连接，第一下层凹槽板101的另一端与第二下层凹槽板102的另一端配合固定；第一下层凹槽板101的固定连接端设置有下层收缩槽103，第二下层凹槽板102的固定连接端设置有下层伸出头104；所述下层伸出头104配合设置在所述下层收缩槽103中；第一螺母3固定设置在第二下层凹槽板102的固定连接端外侧，第一螺母3与第二下层凹槽板102之间采用焊接固定。
55.上层成型模板2包括第一上层凹槽板201及第二上层凹槽板202；第一上层凹槽板201与第二上层凹槽板202均为u型凹槽板结构，第一上层凹槽板201的开口侧与第二上层凹槽板202的开口侧相互靠近；第一上层凹槽板201的一端与第二上层凹槽板202的一端转动连接，第一上层凹槽板201的另一端与第二上层凹槽板202的另一端配合固定；第一上层凹槽板201的固定连接端设置有上层收缩槽203，第二上层凹槽板202的固定连接端设置有上层伸出头204；所述上层伸出头204配合设置在所述上层收缩槽203中；第二螺母4固定设置在第二上层凹槽板202的固定连接端外侧，第二螺母4与第二上层凹槽板202之间采用焊接固定。
56.本实施例中，第一螺母3与第二螺母4上下对中设置，配套螺钉5从上到下依次贯穿所述第二螺母4及第一螺母3设置。
57.合页6包括转轴、第一上页片、第二上页片、第一下页片及第二上页片；所述转轴竖向设置在下层成型模板1与上层成型模板2之间，第一上页片与第二上页片对称设置在所述转轴的上端两侧；第一上页片的一端与第一上层凹槽板201的转动端固定连接，另一端与所述转轴的上端转动连接；第二上页片的一端与第二上层凹槽板202的转动端固定连接，另一端与所述转轴的上端转动连接；第一下页片与第二下页片对称设置在所述转轴的下端两侧；其中，第一下页片间隔设置在第一上页片的下方，第二下页片间隔设置在第二上页片的
下方；第一下页片的一端与第一下层凹槽板101的转动端固定连接，另一端与所述转轴的下端转动连接；第二下页片的一端与第二下层凹槽板102的转动端固定连接，另一端与所述转轴的下端转动连接。
58.本实施例中，第一上页片与第一上层凹槽板201之间、第二上页片与第二上层凹槽板202之间、第一下页片与第一下层凹槽板101之间以及第二下页片与第二下层凹槽板102之间分别通过固定螺栓10固定连接在一起。
59.本实施例中，第一下层凹槽板101、第二下层凹槽板102、第一上层凹槽板201及第二上层凹槽板202均为采用铝合金板材合围形成的u型凹槽板结构；所述铝合金板材的宽度为25mm，厚度为5mm；下层成型模板1及上层成型模板2的内部净尺寸均为：长
×
宽＝500mm
×
50mm；合页6采用铝合金材质合页；其中，合页6中的四个页片彼此不相连，但均能够绕转轴自由转动；合页6的高度为12mm，合页6的高度为上层成型模板1的高度、中间层8的厚度及下层成型模板2的高度之和；合页6的每个页片上分别设置有螺栓孔，用于固定螺栓10贯穿，以使页片与上层凹槽板或下层凹槽板固定连接；其中，所述页片上的螺栓孔位置与上层凹槽板或下层凹槽板的厚度方向中心线位置保持一致，且螺栓孔的孔洞大小以不超过上层凹槽板或下层凹槽板厚度的2/3为宜，每个页片上分别设置一个螺栓孔；固定螺栓10采用螺钉配套五角规格螺母，且五角规格螺母的个数为两个。
60.成型模具制作过程：
61.步骤1、将第一螺母3焊接固定在第二下层凹槽板102的固定连接端外侧，将第二螺母4焊接固定在第二上层凹槽板202的固定连接端外侧，并保证第一螺母3与第二螺母4在两个下层凹槽板及两个上层凹槽板镶嵌闭合后的中心空位重合，且配套螺钉5能够无阻碍的穿插在第二螺母4及第一螺母3中。
62.步骤2、将第一上层凹槽板201的转动端与第一上页片固定连接，第二上层凹槽板202的转动端与第二上页片固定连接，第一下层凹槽板101的转动端与第一下页片固定连接，第二下层凹槽板102的转动端与第二下页片固定连接；其中，合页6中上下层页片中间的间隙距离为2mm，即确保下层成型模板1与上层成型模板2之间的间隙为2mm，以满足中间层8的放置厚度要求；至此，得到所述的用于夹心试块的成型模具。
63.成型模具使用过程：
64.首先，绕合页6的转轴转动第一下层凹槽板101与第二下层凹槽板102，使第二下层凹槽板102的下层伸出头104配合镶嵌在第一下层凹槽板101的下层收缩槽103中，拼装形成下层成型模板1；并在下层成型模板1内浇筑下层基材7。
65.其次，将中间层8放置在下层成型模板1上，并位于下层成型基材7的上方；其中，中间层8的尺寸与下层成型模板1的外围尺寸相匹配，并与上层成型模板2的外围尺寸相匹配，确保下层成型模板1及上层成型模板2能够对中间层8形成全区域法向挤压力；本实施例中，下层基材7及上层基材9均采用水泥基材，中间层采用复合材质网格层。
66.接着，绕合页6的转轴转动第一上层凹槽板201与第二上层凹槽板202，使第二上层凹槽板202的上层伸出头204配合镶嵌在第一上层凹槽板201的上层收缩槽203中，拼装形成上层成型模板2；同时，将配套螺钉5依次穿插在第二螺母4及第一螺母3中。
67.最后，在上层成型模板2内浇筑上层基材9，养护至规定条件进行逆序拆模即可，形成最终的成型夹心试块。
68.本实施例中，通过上下两对带收缩头的凹槽板与带伸出头的凹槽板，与合页进行连接，每个凹槽板均能够绕合页自由转动，每层两块凹槽在固定连接端通过收缩头和伸出头镶嵌实现闭合；其中，每块凹槽板的刚度应确保在浇筑作业时不发生鼓凸变形，收缩头与伸出头的镶嵌力满足在除人力操作外不会自行闭合即可；本实施例所述的成型模具，具有材料获取容易、施工工艺简单、操作过程便捷、成型试块形状规整的特点，可操作性与可推广性较好，有望为土木工程材性试验类装置的改造升级提供借鉴。
69.本实用新型所述的用于夹心试块的成型模具，将上下层凹槽板通过合页连接形成可自由转动的转动式闭合模具；有效克服了传统成型模具在置于中间层以及拆模过程中的诸多不便性，实现一种便捷、高效、精度较高的转动式成型模具，可操作性与可推广性较好，有望为土木工程材性试验类装置的改造升级提供借鉴。
70.上述实施例仅仅是能够实现本实用新型技术方案的实施方式之一，本实用新型所要求保护的范围并不仅仅受本实施例的限制，还包括在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化、替换及其他实施方式。