CN112098170A - 一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水泥基体技术领域,且公开了一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具及方法,包括两块对称设置的支撑板,两块所述支撑板相向且靠近底部的侧壁上共同固定连接有托板,所述托板的顶部侧壁上安装有电机,所述电机的输出端通过联轴器连接有往复丝杆,两块所述支撑板相背的侧壁上对称开设有滑槽,所述滑槽内滑动连接有滑块,两块所述滑块相背的一端均穿过对应滑槽的槽口并向外延伸,且均固定连接有升降板,两块所述升降板的上端共同固定连接有模具本体。该测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具及方法,能够准确的表征植物纤维与水泥基体界面粘结性能。
Description
技术领域
本发明涉及水泥基体技术领域,具体为一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具及方法。
背景技术
水泥基材料是目前世界上使用最多的建筑材料,但是它是脆性材料、易开裂。研究表明纤维对水泥基材料的开裂有很好的控制作用。钢纤维和人工合成纤维在一定程度上能提高混凝土的韧性,但是提高了混凝土的成本。为有效降低纤维掺杂的混凝土成本,研究者开始利用在自然界分布广泛、价格低廉、取材方便的植物纤维来代替传统的人工合成纤维。植物纤维应用于水泥基复合材料,不仅能够改善韧性,还能够促进可持续发展,具有生态效应,符合发展循环经济的重大战略。植物纤维与水泥基体之间较弱的界面粘结是限制其抗裂增韧效应的关键问题,许多研究者对植物纤维进行预处理以提高其与水泥基体之间的粘结性能。
在将预处理的植物纤维用于混凝土工程前,需要对预处理的植物纤维与水泥基体之间的界面粘结行为进行评估。纤维拉拔实验可以获得单根纤维与水泥基体之间的界面粘结强度、纤维从水泥基体中拔出所消耗的能量。目前广泛采用8字型试样测试纤维-基体界面粘结性能。在制作试块时,试件中间采用塑料薄板进行隔开,以确保薄板两侧的浆体不产生粘结。再在隔板上设置纤维的圆孔(孔径略大于纤维直径),用于埋入纤维。最后还要用胶水固定纤维,保证纤维与塑料板处于垂直相交状态,避免影响试验结果。然而,由于植物纤维柔性较大,该种方法并不能保证植物纤维垂直***水泥基体中,导致在纤维拉拔过程中受其他方向的剪切力,使测试结果不准。此外,与合成纤维不同,植物纤维直径尺寸分散较大,不能很好地与隔板上设置的圆孔孔径相匹配。再者,该种方法模具与制样方法相对繁锁复杂。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具及方法,具备能够准确的表征植物纤维与水泥基体界面粘结性能的优点,解决了现有技术不能准确表征植物纤维与水泥基体界面粘结性能的技术问题。
(二)技术方案
为实现能够准确的表征植物纤维与水泥基体界面粘结性能的目的,本发明提供如下技术方案:一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具,包括两块对称设置的支撑板,两块所述支撑板相向且靠近底部的侧壁上共同固定连接有托板,所述托板的顶部侧壁上安装有电机,所述电机的输出端通过联轴器连接有往复丝杆,两块所述支撑板相背的侧壁上对称开设有滑槽,所述滑槽内滑动连接有滑块,两块所述滑块相背的一端均穿过对应滑槽的槽口并向外延伸,且均固定连接有升降板,两块所述升降板的上端共同固定连接有模具本体,位于两块所述支撑板之间模具本体的底部侧壁上对称固定连接有连接板,两块所述连接板的下端共同固定连接有往复板,所述往复板上开设有螺孔,且往复板通过螺孔与往复丝杆螺纹连接。
优选的,所述滑块靠近滑槽槽底的一端开设有滚珠槽,所述滚珠槽内滚动连接有滚珠,所述滚珠远离滚珠槽槽底的一端穿过滚珠槽槽口并向外延伸,且与滑槽的槽底滚动连接。
优选的,所述往复丝杆的上端固定连接有限位块。
一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样方法,包括如下步骤:
S1,将裁剪至固定长度的植物纤维两端用夹子夹稳、拉直;
S2,用记号笔在模具外壳划若干条等距离水平线;
S3,用夹子夹住纤维的一端,保持植物纤维在夹子内等距离等宽排开;
S4,将步骤S所述的夹有纤维的夹子固定在铁架台上,使纤维另一端垂直落入模具内某一深度;
S5,将新拌水泥砂浆用注射器从模具两端缓慢注入模具中,在推动注射器的过程中稍加抖动模具,加速浆体流动,直至达到纤维在水泥基体的埋入深度停止填料。
优选的,步骤S2中所述的模具根据拉力机夹头尺寸定制,模具为矩形,透明亚克力材质。
优选的,步骤S2线条之间距离根据纤维埋入深度进行选择。
优选的,步骤S3中植物纤维间距为5mm。
优选的,步骤S4中纤维落入模具中某一深度指纤维端点与模具外划的某条水平线持平。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具及方法,具备以下有益效果:
该测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具及方法,通过设置托板、电机、往复丝杆、滑槽、滑块、升降板、模具本体、连接板、往复板和螺孔,需要模具本体震动时,启动电机,进而使得往复丝杆旋转,由于滑块、滑槽和升降板配合作用,对模具本体进行限位,进而使得往复板无法随着往复丝杆的旋转而旋转,进而使得模具本体沿着竖直方向进行往复运动,进而便于向模具内注入浆料;本发明方法用夹子悬挂植物纤维,使柔性植物纤维垂直***模具,再用注射器填料的方法,使柔性植物纤维垂直埋入水泥基体中,通过调整夹子悬挂高度可精确控制纤维在水泥基体中的埋入深度,由此可以准确地测试植物纤维与水泥基体之间的界面粘结强度。本发明方法无需复杂模具、制样方法简单易操作。
附图说明
图1为本发明提出的一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具的结构示意图;
图2为图1中A部分的放大图;
图3为图1中B部分的放大图。
图中:1支撑板、2托板、3电机、4往复丝杆、5滑槽、6滑块、7升降板、8模具本体、9连接板、10往复板、11螺孔、12滚珠槽、13滚珠。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具,包括两块对称设置的支撑板1,两块支撑板1相向且靠近底部的侧壁上共同固定连接有托板2,托板2的顶部侧壁上安装有电机3,电机3的输出端通过联轴器连接有往复丝杆4,两块支撑板1相背的侧壁上对称开设有滑槽5,滑槽5内滑动连接有滑块6,两块滑块6相背的一端均穿过对应滑槽5的槽口并向外延伸,且均固定连接有升降板7,两块升降板7的上端共同固定连接有模具本体8,位于两块支撑板1之间模具本体8的底部侧壁上对称固定连接有连接板9,两块连接板9的下端共同固定连接有往复板10,往复板10上开设有螺孔11,且往复板10通过螺孔11与往复丝杆4螺纹连接,需要模具本体8震动时,启动电机3,进而使得往复丝杆4旋转,由于滑块6、滑槽5和升降板7配合作用,对模具本体8进行限位,进而使得往复板10无法随着往复丝杆4的旋转而旋转,进而使得模具本体8沿着竖直方向进行往复运动,进而便于向模具内注入浆料。
滑块6靠近滑槽5槽底的一端开设有滚珠槽12,滚珠槽12内滚动连接有滚珠13,滚珠13远离滚珠槽12槽底的一端穿过滚珠槽12槽口并向外延伸,且与滑槽5的槽底滚动连接,使得滑块6运动的更加快捷。
往复丝杆4的上端固定连接有限位块,防止往复板10脱离往复丝杆4的情况发生。
一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样方法,包括如下步骤:
S1,将裁剪至固定长度的植物纤维两端用夹子夹稳、拉直;
S2,用记号笔在模具外壳划若干条等距离水平线;
S3,用夹子夹住纤维的一端,保持植物纤维在夹子内等距离等宽排开;
S4,将步骤S3的夹有纤维的夹子固定在铁架台上,使纤维另一端垂直落入模具内某一深度;
S5,将新拌水泥砂浆用注射器从模具两端缓慢注入模具中,在推动注射器的过程中稍加抖动模具,加速浆体流动,直至达到纤维在水泥基体的埋入深度停止填料,本发明方法用夹子悬挂植物纤维,使柔性植物纤维垂直***模具,再用注射器填料的方法,使柔性植物纤维垂直埋入水泥基体中,通过调整夹子悬挂高度可精确控制纤维在水泥基体中的埋入深度,由此可以准确地测试植物纤维与水泥基体之间的界面粘结强度。本发明方法无需复杂模具、制样方法简单易操作。
步骤S2中的模具根据拉力机夹头尺寸定制,模具为矩形,透明亚克力材质。
步骤S2线条之间距离根据纤维埋入深度进行选择。
步骤S3中植物纤维间距为5mm。
步骤S4中纤维落入模具中某一深度指纤维端点与模具外划的某条水平线持平。
综上,该测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具及方法,需要模具本体8震动时,启动电机3,进而使得往复丝杆4旋转,由于滑块6、滑槽5和升降板7配合作用,对模具本体8进行限位,进而使得往复板10无法随着往复丝杆4的旋转而旋转,进而使得模具本体8沿着竖直方向进行往复运动,进而便于向模具内注入浆料;本发明方法用夹子悬挂植物纤维,使柔性植物纤维垂直***模具,再用注射器填料的方法,使柔性植物纤维垂直埋入水泥基体中,通过调整夹子悬挂高度可精确控制纤维在水泥基体中的埋入深度,由此可以准确地测试植物纤维与水泥基体之间的界面粘结强度。本发明方法无需复杂模具、制样方法简单易操作。
需要说明的是,术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具,包括两块对称设置的支撑板(1),其特征在于:两块所述支撑板(1)相向且靠近底部的侧壁上共同固定连接有托板(2),所述托板(2)的顶部侧壁上安装有电机(3),所述电机(3)的输出端通过联轴器连接有往复丝杆(4),两块所述支撑板(1)相背的侧壁上对称开设有滑槽(5),所述滑槽(5)内滑动连接有滑块(6),两块所述滑块(6)相背的一端均穿过对应滑槽(5)的槽口并向外延伸,且均固定连接有升降板(7),两块所述升降板(7)的上端共同固定连接有模具本体(8),位于两块所述支撑板(1)之间模具本体(8)的底部侧壁上对称固定连接有连接板(9),两块所述连接板(9)的下端共同固定连接有往复板(10),所述往复板(10)上开设有螺孔(11),且往复板(10)通过螺孔(11)与往复丝杆(4)螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具,其特征在于:所述滑块(6)靠近滑槽(5)槽底的一端开设有滚珠槽(12),所述滚珠槽(12)内滚动连接有滚珠(13),所述滚珠(13)远离滚珠槽(12)槽底的一端穿过滚珠槽(12)槽口并向外延伸,且与滑槽(5)的槽底滚动连接。
3.根据权利要求1所述的一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样工装模具,其特征在于:所述往复丝杆(4)的上端固定连接有限位块。
4.一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样方法,其特征在于:包括如下步骤:
S1,将裁剪至固定长度的植物纤维两端用夹子夹稳、拉直;
S2,用记号笔在模具外壳划若干条等距离水平线;
S3,用夹子夹住纤维的一端,保持植物纤维在夹子内等距离等宽排开;
S4,将步骤S3所述的夹有纤维的夹子固定在铁架台上,使纤维另一端垂直落入模具内某一深度;
S5,将新拌水泥砂浆用注射器从模具两端缓慢注入模具中,在推动注射器的过程中稍加抖动模具,加速浆体流动,直至达到纤维在水泥基体的埋入深度停止填料。
5.根据权利要求4所述的一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样方法,其特征在于:步骤S2中所述的模具根据拉力机夹头尺寸定制,模具为矩形,透明亚克力材质。
6.根据权利要求4所述的一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样方法,其特征在于:步骤S2线条之间距离根据纤维埋入深度进行选择。
7.根据权利要求4所述的一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样方法,其特征在于:步骤S3中植物纤维间距为5mm。
8.根据权利要求4所述的一种测量纤维在水泥基体中拉拔行为的制样方法,其特征在于:步骤S4中纤维落入模具中某一深度指纤维端点与模具外划的某条水平线持平。
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