一种基于原位拉伸台的纤维-混凝土粘结力试验装置的制作方法

本实用新型涉及混凝土力学性能测试技术领域，更具体地，涉及一种基于原位拉伸台的纤维-混凝土粘结力试验装置。

背景技术：

目前改善混凝土材料脆性的常用方法之一就是将纤维与混凝土进行复合，通过纤维的加筋作用来改善混凝土的各项力学性能。钢纤维混凝土性能主要取决于混凝土基体和钢纤维的特性、两者相对含量以及纤维与基体界面的粘结强度，其中界面粘结强度是纤维对混凝土增强、增韧与提高阻裂能力的关键因素。纤维与混凝土基体界面界面粘结强度的定量测定对钢纤维混凝土配合比的设计、纤维在三维空间中杂乱分布力学模型建立、滑移失效评估、混凝土强度的推算以及基材和纤维种类的选择方面意义重大，为钢纤维混凝土性能的改善提供更加科学的理论依据。

基于此，现有技术中，也设计了多种拉拔装置装置用于对钢纤维混凝土界面粘结性能的测试。如专利号为201820336107.7中，公开了一种钢筋与混凝土试件拉拔试验的加持装置，它包括底板，顶板，锁止板和弹性板，其中底板位于该装置的顶部，在顶板上设置有自前向后的窄缝，在顶板的下侧靠近窄缝的区域设置有燕尾槽，该燕尾槽覆盖顶板的窄缝区域；拉栓组件用于将底板和顶板固定连接，所述弹性板中设置穿孔。然而其采用的装置较为复杂，包括多种零部件用于进行固定，使用时较为不便，且上下夹持易对纤维产生多余挤压力，影响测试结果的准确性。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种基于原位拉伸台的纤维-混凝土粘结力试验装置，其在进行纤维-混凝土拉拔试验时，可避免传统的夹具上下夹持对纤维产生多余挤压力，且整体结构简易，实用性强。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种基于原位拉伸台的纤维-混凝土粘结力试验装置，包括第一夹具、第二夹具和空心的固定件；所述固定件的顶部形成一全开的第一开口，所述固定件的底部形成一内收的第二开口，所述第一夹具可拆卸的连接于所述固定件的第一开口处，所述第二夹具用于将从第二开口处延伸出的金属纤维或金属丝进行固定。

优选地，所述固定件呈圆筒状。

优选地，还包括设于所述固定件的底部，用于将所述第二开口封住的底部定向板；设于所述固定件的顶部用于将所述第一开口封住的顶部定向板；所述底部定向板上设有至少一个第一通孔，所述顶部定向板上设有至少一个第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔的位置相互对应。

优选地，所述底部定向板的边缘上开设有缺口，所述顶部定向板一端的边缘上形成有凸起，所述固定件的底部形成有与所述缺口对应的凸块，所述固定件的顶部形成有与所述凸起对应的凹槽。

优选地，所述第一夹具包括一夹盖和沿所述夹盖外延的延伸部，所述夹盖内形成有内螺纹，所述固定件的顶部外周形成有外螺纹，所述固定件与所述夹盖通过螺纹连接。

优选地，所述延伸部上开设有多个安装孔。

本实用新型的有益效果为：

(1)整体结构简单，可操作性强；将固定件的一端设置为内收的开口，限制混凝土在拉伸受力方向的移动，避免了传统的夹具上下夹持对金属纤维或金属丝产生多余挤压力的缺点，同时又可通过该开口观察界面形貌；

(2)本实用新型提供的试验装置可集浇筑成型与拉拔过程中受力固定于一体，无需另外设置试件成型装置，功能多样，有利于试验装置的管理和维护；

(3)定向板与固定件上分别设有相应的缺口和凸块等，便于安装定位；

(4)可适用于不同种类纤维、不同掺入量以及不同埋置角度和深度的纤维-混凝土试件的制作和试验。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型固定件的结构示意图；

图3是本实用新型第一夹具的结构示意图；

图4是本实用新型底部定向板的结构示意图；

图5是本实用新型顶部定向板的结构示意图；

图6是本实用新型的使用流程示意图。

附图标记说明：

1、第二夹具；2、固定件；21、凹槽；22、第一开口；23、凸块；24、外螺纹；25、第二开口；3、第一夹具；31、夹盖；32、延伸部；33、安装孔；34、内螺纹；4、钢原丝；5、底部定向板；51、第一通孔；52、缺口；6、顶部定向板；61、第二通孔；62、凸起；7、混凝土。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

参考图1和图2所示，一种基于原位拉伸台的纤维-混凝土粘结力试验装置，包括第一夹具3、第二夹具1和空心的固定件2；所述固定件2的顶部形成一全开的第一开口22，所述固定件的底部形成一内收的第二开口25，所述第一夹具3可拆卸的连接于所述固定件2的第一开口22处，所述第二夹具1用于将从第二开口25处延伸出的金属纤维或金属丝进行固定，本实施例中选择钢原丝4进行说明。

本实施例中，整体结构简单，可操作性强；将固定件2的一端设置为内收的第二开口25，限制混凝土在拉伸受力方向的移动，避免了传统的夹具上下夹持对纤维产生多余挤压力的缺点，同时又可通过该第二开口25观察界面形貌。在需要进行拉拔试验时，首先将纤维-混凝土试件放入至固定件2内，将第一夹具3与固定件2第一开口处的一端连接，钢原丝4伸出的一端经内收的第二开口25伸出，通过第二夹具1上下夹持固定后，即可装入拉伸台进行后续的拉拔试验，试验时可通过第二开口25处观察到钢原丝4与混凝土基体界面形貌；进一步的，为便于观察钢原丝4与混凝土基体界面的动态微观形貌，可将拉伸台置于扫描电镜仓室进行观察测试。在图示的实施例中，所述固定件2呈圆筒状，使得在进行拉拔试验时，可以更好的对固定件进行装夹固定，受力更为均匀。

结合图2和图3所示，所述第一夹具3包括一夹盖31和沿所述夹盖31外延的延伸部32，所述夹盖31内形成有内螺纹34，所述固定件2的顶部外周形成有外螺纹24，所述固定件2与所述夹盖31通过螺纹连接；在一些其他实施例中，也可将第一夹具3与固定件2的连接设置为卡扣连接、螺栓连接等。另外，所述延伸部32上开设有多个安装孔33，从而便于第一夹具3的快速安装固定。

结合图2、图4和图5所示，所述粘结力试验装置还包括设于所述固定件2的底部，用于将所述第二开口25封住的底部定向板5；设于所述固定件2的顶部用于将所述第一开口22封住的顶部定向板6；所述底部定向板5上设有至少一个第一通孔51，所述顶部定向板6上设有至少一个第二通孔61，所述第一通孔51与所述第二通孔61的位置相互对应。

本实施例中，第一通孔51和第二通孔61的形状均设置为圆孔型，从而适宜钢原丝4的形状；在一些其他实施例中，也可设置为其他形状如方形，椭圆形等。通过顶部定向板6和底部定向板5的设置，使得试件在成型过程中可以得到较好的固定，实现浇筑成型与拉拔过程中受力固定于一体，无需另外设置试件成型装置，功能多样，有利于试验装置的管理和维护；另外，所述底部定向板5的边缘上开设有缺口52，所述顶部定向板6一端的边缘上形成有凸起62，所述固定件2的底部形成有与所述缺口52对应的凸块23，所述固定件2的顶部形成有与所述凸起62对应的凹槽21；在定向板与固定件上分别设置相应的缺口和凸块等，可便于快速安装定位，操作简单。

参考图6所示，本实用新型提供的试验装置的试件成型和拉拔过程如下：

(1)将固定件2的第一开口22即全开口的一端向上，置入底部定向板5，底部定向板5的缺口52与固定件2底部的凸块23相互咬合，将钢原丝4，穿过底部定向板5上的第一通孔51，经固定件上的第二开口25伸出部分长度，伸出部分钢原丝插入泡沫固体中进行简易固定；

(2)按照一定配比浇筑只掺细砂的混凝土，在固定件2的内侧壁、底部定向板5上涂抹润滑油，钢原丝4保持拉直状态下往筒内浇筑混凝土7，混凝土7高度自定；

(3)多余钢原丝4穿过顶部定向板6上的第二通孔61，盖上顶部定向板6，顶部定向板6的凸起62与固定件2顶部的凹槽21咬合固定，等待混凝土7凝固，期间钢原丝4保持拉直状态，可通过夹子夹住固定实现；

(4)待24小时后，混凝土7凝固，拆模，得纤维-混凝土试件，将其取出按照相关条件养护；

(5)将养护好的纤维-混凝土试件重新置入固定件2内，此时可不加底部定向板5和顶部定向板6，第一夹具3与固定件2的顶部通过螺纹连接固定，第二夹具1将伸出的钢原丝4夹住，即可装入拉伸台进行拉伸试验。具体的，装入拉伸台时，将拉伸台上两端的夹板分别固定住第一夹具3和第二夹具1，最后再将拉伸台置入扫描电镜仓室，调整好角度，即可获得钢原丝与混凝土基体界面的动态微观形貌。

另外，当异形或者长度有限的钢纤维难以通过底部定向板定向固定时，可先将底部定向板5置于固定件2底部，再将纸片置于其上，避免混凝土从底部定向板5上的第一通孔51处渗出；然后在固定件2内注入混凝土，根据埋入深度在试验区置入钢纤维，用夹子或者其他固定装置将钢纤维固定，当混凝土凝固之后取出，得试件，将其取出按照相关条件养护；将养护好后的试件反方向重新置入固定件内，此时同样不加底部定向板，使得钢纤维经固定件的底部伸出，再将第一夹具和第二夹具安装固定，即可进行拉伸试验。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。