專利名稱：水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具及成型模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種測試水泥砂漿與基體材料粘結抗拉性能的夾具及成型模具。
二.
背景技術：
水泥砂漿是一種常用的抹面、砌筑及非結構性補強材料，其與基體材料的粘結性能是決定其應用效果優劣的關鍵指標之一。目前國內不同的研究機構對砂漿的粘結性能進行測試時所采用的方法存在較大的差異，國內不同的試驗規程對砂漿的粘結性能試驗也有不同的規定。
國內部分試驗規程及學者所采用的砂漿粘結試驗形式如下 1、《環氧砂漿技術規程》DL/T 5193-2004采用“8”字形試件及對應夾具、儀器進行。將半個“8”字形水泥砂漿塊放入涂有脫模劑的“8″字形試模中，在試模另一半分兩層澆入新拌砂漿，插搗并抹平表面。試件養護至一定的令期后，在萬能試驗機上做拉伸試驗。
2、《聚合物改性水泥砂漿試驗規程》DL/T 5126-2001采用正方形試件進行粘結試驗。成型試模為可裝卸的金屬試模，分上下兩層。基體底塊尺寸為70mm×70mm×20mm，上部砂漿試件尺寸為40mm×40mm×40mm，兩者之間有連接扣連接。上部夾具為40mm×40mm×40mm的鋼板，正中間有直徑為9mm的鋼制連桿，通過黏合劑與下面的砂漿試件相連，對正位置不得歪斜，在試驗室內靜置24h；之后，把鋼制墊板(其厚度為3mm，內邊長為43mm，外邊長為68mm的正方形環)中部放在基底砂漿試件上，再把試件嵌入下面的拉伸夾具中。
3、國內部分學者所采用的水泥砂漿粘結試驗的形式 學者李振東等，將普通砂漿試塊截成尺寸為40mm×40mm×80mm小試塊固定在尺寸為40mm×40mm×160mm的模子一端，另一端則澆注新拌的改性砂漿，然后振動密實，形成新老砂漿的界面粘結，采用抗折方法進行粘結強度測試。它只能間接地反應材料的粘結抗拉性能。
學者李芳，王培銘將已成型好的尺寸為250mm×250mm×50mm的混凝土塊，上表面用鋼刷刷毛，濕氣養護至28d，在上表面涂抹厚度為10mm的砂漿層，在空氣中養護至90d，用SHJ-40型飾面磚粘結強度及混凝土強度檢測儀測定粘結強度。該方法要求事先用環氧膠進行夾具與試件的粘結。
學者田甜將砂漿成型為70.7mm×70.7mm×70.7mm的立方體試件，養護到齡期后將其切割、打磨成70mm×70mm×20mm的試塊，將經過具體試驗要求處理過的基底塊上部安裝40mm×40mm×10mm的試模，一次性裝入改性砂漿，(24±2)h后拆模，按具體的試驗要求養護至規定齡期測試粘結強度。這種粘結試驗是按照DL/T 51262-2001《聚合物改性水泥砂漿試驗規程》進行的。
河海大學吳燕華，參照《水工混凝土試驗規程》DL/T 5150-2001采用“8”字形試件，將先期制作的普通水泥砂漿試件拉斷成兩半，作為老砂漿，另一半成型聚氨酯水泥砂漿，養護至齡期后，用電動抗折試驗機進行粘結試驗；為了比較他還采用棱柱體進行粘結試驗方法與上述學者李振東等試驗方法相同。
吳敬龍采用中間截面為40mm×40mm的八字模，材料加工成截面約為40mm×40mm的正方形，厚度為10mm～20mm進行粘結試驗。
華南理工大學彭春元參照日本材料科學協會制定的非結構用聚合物水泥砂漿的標準試驗方法進行了粘結試驗的設計，具體操作與上述學者李振東等試驗方法相同，成型后養護至齡期，通過抗折的方法測其粘結強度。
4、目前砂漿粘結試驗方法存在的問題 綜合上述可以看出，國內不同的研究機構對砂漿的粘結性能進行測試時所采用的方法存在較大的差異，不同方法測試結果可比性較差。國內不同的試驗規程對砂漿的粘結性能試驗也有不同的規定。
《環氧砂漿技術規程》DL/T 5193-2004所采用的“8”字形試件進行試驗時存在應力集中的問題，且因其粘結面積太小，如果將其用于砂漿與混凝土的粘結性能試驗，使這一問題更加突出，離散性進一步增加且這種試驗方法不能用于施工現場的既有混凝土的粘結性能試驗。
《聚合物改性水泥砂漿試驗規程》DL/T 5126-2001采用的正方形試件較前者應力集中現象有所緩解，受力面積有所增大，其所測強度的離散性相對減小。但采用這種方式進行粘結試驗時，要將夾具與被拉拔的砂漿試件用黏合劑粘結，為了更好的對中，要先將砂漿試件表面進行整平處理，在這個過程中容易造成黏結面的局部損害，且要求試件表面處理的平整度高，不然很難保證拉拔的對中，這將使得勞動強度大、工作效率低，且黏合劑成本高，對工作人員身體造成危害，同時對環境產生污染，另外，其固化時間及粘結強度受環境溫度影響較大，工作進度很難保證，如果強度不高時便進行試驗，會出現脫膠現象，再次粘結進行試驗時，其所測強度必然受到前次拉拔的影響而偏低。在試驗量大的情況下便需要很多這樣的夾具，夾具的清理很麻煩，試驗成本也會進一步提高。
其他學者所使用的試驗方法也普遍存在著基體材料加工困難、勞動強度大、試驗周期長且不能在施工現場的既有混凝土測試面上做粘結性能試驗。
由上述分析可以看到，目前水泥砂漿粘結試驗中存在著工作效率低、勞動強度大、成本高且不能在施工現場既有混凝土測試面上進行粘結拉拔測試等問題。
三.
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種工作效率高、降低勞動強度、無污染且成本較低、并適用于施工工地既有基體材料粘結性能測試的水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具及其成型模具。
本發明為解決技術問題所采取的技術方案是 一種水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具，含有夾具環，所述夾具環上端面的中心處設置有螺栓孔，以便與拉拔儀器的傳力螺栓連接，所示夾具環的圓環壁上設置有軸線平行且在一個水平面上的兩個銷栓孔，兩個所述銷栓孔中均設置有銷栓，該銷栓與所示銷栓孔為間隙配合。
所示銷栓的一端為圓臺狀。
一種水泥砂漿粘結拉拔試驗成型模具，含有成型環和環箍，所述成型環由兩個半圓環鋼件構成，所述兩個半圓環鋼件的對接面上分別設置有對位卡槽，所述兩個半圓環鋼件的內壁上分別設置有一個成槽管件，兩個成槽管件的形狀和位置與水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具的夾具環上的兩個銷栓孔相匹配；所述環箍為兩半式結構，其交接面分別設置有銷栓孔片，上下對應的銷栓孔片通過銷栓插接在一起，所述環箍套固在所述成型環的圓環外表面上。
所述環箍的兩個半圓形構件的對接面上設置有環箍耳。
本發明的有益效果是 1、本發明所對應的試件為粘結面規整的圓形截面，且面積相對較大，減小了因試件的斷面小而產生的應力集中和試驗數據離散性大的現象。
2、本發明不需要黏結劑，所以夾具在測試一個試件之后不需要進行去固化膠的繁重清理工序，減少了試驗環節，提高工作效率且不會造成環境污染，成型模具及拉拔夾具是可重復利用的，且不使用黏結劑，使試驗成本大為降低。
3、本發明因為對基體材料僅需作表面粗糙度處理，不需要精細加工，減輕了勞動強度節省了勞動時間，所以工作進度得到了保證。
4、本發明所具有的便攜特性使其用于施工工地既有基體材料粘結性能的測試成為可能。
5、本發明不僅適用普通水泥砂漿粘結性能試驗，也適用于各種改性水泥砂漿粘結性能測試。
四.
圖1為水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具的結構示意圖； 圖2為圖1所示水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具的俯視圖； 圖3為銷栓的結構示意圖； 圖4為圖3所示銷栓的右視圖； 圖5為水泥砂漿粘結拉拔試驗成型模具的結構示意圖； 圖6為圖5所示水泥砂漿粘結拉拔試驗成型模具的俯視圖。
五.
具體實施例方式 實施例參見圖1-圖2，圖中，1-夾具環，2-螺栓孔，3-銷栓孔，4-銷栓，11-成型環，12-環箍，13-成槽管件，14-銷栓，15-銷栓孔片，16-環箍耳，17-對位卡槽。
水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具含有夾具環1，夾具環1上端面的中心處設置有螺栓孔2，以便與拉拔儀器的傳力螺栓連接，夾具環1的圓環壁上設置有軸線平行且在一個水平面上的兩個銷栓孔3，兩個銷栓孔3中均設置有銷栓4，該銷栓4與銷栓孔3為間隙配合，銷栓4的一端為圓臺狀。
水泥砂漿粘結拉拔試驗成型模具含有成型環11和環箍12，成型環11由兩個半圓環鋼件構成，兩個半圓環鋼件的對接面上分別設置有對位卡槽17，兩個半圓環鋼件的內壁上分別設置有一個成槽管件13，兩個成槽管件13的形狀和位置與水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具的夾具環1上的兩個銷栓孔3相匹配；環箍12為兩半式結構，其交接面分別設置有銷栓孔片15，上下對應的銷栓孔片15通過銷栓14插接在一起，環箍12套固在成型環11的圓環外測面上。環箍12的兩個半圓形構件的對接面上設置有環箍耳16。
本發明水泥砂漿粘結拉拔夾具及成型模具是由鋼材制作，是和國產(SHJ-40型)飾面磚粘結及混凝土強度檢測儀配合使用的，也適合其他型號的多功能拉拔檢測儀。其使用方法是 水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具及成型模具實施方式主要分為兩個步驟一是水泥砂漿粘結試件的成型，試件成型時在成型模具的成型環11內側涂抹脫模劑后，把成型模具組裝一起，放于已進行表面處理的基體材料表面，將拌制好的水泥砂漿分二次注入成型環11中，用直徑為6-8mm的鋼棒插搗密實，之后進行表面抹平，24h后拆模(拔出兩側銷栓14，輕輕將成型環向左右兩側水平分開)，養護至試驗齡期進行粘結拉拔試驗。二是采用飾面磚粘結及混凝土強度檢測儀(SHJ-40型)及本拉拔夾具進行試驗，將夾具環1扣于水泥砂漿試件上，將兩側銷栓4插入并卡于砂漿試件的兩側凹槽中，用飾面磚粘結及混凝土強度檢測儀(SHJ-40型)的螺栓與夾具環1的傳力螺栓的螺栓孔2相連，啟動飾面磚粘結及混凝土強度檢測儀(SHJ-40型)對粘結試件進行加載至試件粘結面破壞并讀出拉拔力的測試值。
粘結拉拔夾具應用實例 采用本發明的水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具及成型模具，鄭州大學河南省工程材料與水工結構重點實驗室對水性環氧樹脂乳液改性水泥砂漿與混凝土的粘結進行了試驗研究且取得了滿意的試驗研究成果。下面的應用實例僅是試驗研究的部分數據。混凝土基體材料表面處理，采用鋼絲刷刷毛處理使表面粗糙度基本處于同一水平上。試驗考慮了水膠比、聚膠比、砂膠比三個影響因素，按正交設計方法設計了16組，每組3個試件。試驗結果見表1。
表1粘結試驗結果表
注表中強度單位為MPa。
對表中數據計算知，在這16組試驗結果中，除2、5、10和11四組外，其余12組中均能保證至少有兩個強度值與三個值平均值的差值與該平均值的比值在15％以內。試驗所得數據的離散性相對較小。若按照《聚合物改性水泥砂漿試驗規程》每組進行5個試件的拉拔試驗，試驗所得數據的離散性會更小。
影響粘結強度離散性大小的因素很多，如基體材料表面處理的不均勻程度，砂漿本身的不均勻程度等，試驗儀器的穩定性及試驗夾具的可靠性也是對試驗數據離散程度產生一定影響的因素。通過上述試驗數據的初步分析認為采用本發明試驗夾具進行砂漿與基體材料的粘結拉拔試驗是可行的。
權利要求
1.一種水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具，含有夾具環，其特征是所述夾具環上端面的中心處設置有螺栓孔，以便與拉拔儀器的傳力螺栓連接，所述夾具環的圓環壁上設置有軸線平行且在一個水平面上的兩個銷栓孔，兩個所述銷栓孔中均設置有銷栓，該銷栓與所示銷栓孔為間隙配合。
2.根據權利要求1所述的水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具，其特征是所述銷栓的一端為圓臺狀。
3.一種水泥砂漿粘結拉拔試驗成型模具，含有成型環和環箍，其特征是所述成型環由兩個半圓環鋼件構成，所述兩個半圓環鋼件的對接面上分別設置有對位卡槽，所述兩個半圓環鋼件的內壁上分別設置有一個成槽管件，兩個成槽管件的形狀和位置與水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具的夾具環上的兩個銷栓孔相匹配；所述環箍為兩半式結構，其交接面分別設置有銷栓孔片，上下對應的銷栓孔片通過銷栓插接在一起，所述環箍套固在所述成型環的圓環外表面上。
4.根據權利要求3所述的水泥砂漿粘結拉拔試驗成型模具，其特征是所述環箍的兩個半圓形構件的對接面上設置有環箍耳。
全文摘要
本發明公開了一種水泥砂漿粘結拉拔試驗夾具及成型模具，該夾具含有夾具環，所述夾具環上端面的中心處設置有螺栓孔，所示夾具環的圓環壁上設置有軸線平行且在一個水平面上的兩個銷栓孔，兩個所述銷栓孔中均設置有銷栓。該成型模具含有成型環和環箍，所述成型環由兩個半圓環鋼件構成，所述兩個半圓環鋼件的對接面上分別設置有對位卡槽，所述兩個半圓環鋼件的內壁上分別設置有一個成槽管件；所述環箍為兩半式結構，其交接面分別設置有銷栓孔片，上下對應的銷栓孔片通過銷栓插接在一起，所述環箍套固在所述成型環的圓環外測面上。本發明工作效率高、降低勞動強度、無污染且成本較低，并且能夠適用于施工工地既有基體材料粘結性能的測試。
文檔編號G01N19/04GK101762459SQ20101010155
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月27日 優先權日2010年1月27日
發明者高丹盈, 張啟明, 徐洪濤, 程紅強 申請人:鄭州大學