測(cè)量建筑材料間粘結(jié)強(qiáng)度和摩擦系數(shù)的試驗(yàn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于建筑材料檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及測(cè)量建筑材料間粘結(jié)強(qiáng)度和摩擦系數(shù)的試驗(yàn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國(guó)建筑業(yè)已經(jīng)從大規(guī)模新建時(shí)期進(jìn)入新建與維修并重時(shí)期。目前，我國(guó)大約有50%的房屋達(dá)到了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的壽命，進(jìn)入老化階段，大批建筑面臨耐久性問題。混凝土結(jié)構(gòu)作為當(dāng)代土木和水利工程中應(yīng)用最多的結(jié)構(gòu)類型，以廣泛應(yīng)用于水利工程、民用建筑、道路與喬遼、海工與港口、核電站與軍事防護(hù)等工程。在混凝土結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固的方法中加大截面法、外包鋼法等是一項(xiàng)比較成熟的且應(yīng)用較廣的加固措施，而新興的加固方法如黏貼玻璃鋼板法、黏貼碳纖維加固法等都是比較可靠的方法。上述方法都涉及到一種或多種材料的粘結(jié)來(lái)達(dá)到加固的目的。同時(shí)新建工程中的部分非承重結(jié)構(gòu)如樓房中的非承重墻通過砌塊并輔助以水泥粘結(jié)劑來(lái)達(dá)到形成整體的目的，以及部分建筑物的承重結(jié)構(gòu)如圬工擋土墻中采用水泥砂漿粘結(jié)片石。上述這些結(jié)構(gòu)都是通過材料之間的粘結(jié)和摩擦來(lái)承擔(dān)。
[0003]但是目前為止適用于建筑材料之間粘結(jié)性能和摩擦性能的研究較少，試驗(yàn)裝置更是少有人研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供測(cè)量建筑材料間粘結(jié)強(qiáng)度和摩擦系數(shù)的試驗(yàn)裝置及方法。
[0005]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0006]測(cè)量建筑材料間粘結(jié)強(qiáng)度和摩擦系數(shù)的試驗(yàn)裝置，包括對(duì)試件施加豎向荷載的豎向加載裝置，所述豎向加載裝置的兩對(duì)側(cè)分別設(shè)有橫向加載裝置和試件阻擋裝置;所述橫向加載裝置對(duì)所述試件的中部施加橫向荷載，所述試件阻擋裝置錯(cuò)開所述橫向加載裝置的水平位置，作用于所述試件的上部和下部起橫向阻擋作用。
[0007]當(dāng)試件的粘結(jié)面或摩擦面處于試件阻擋裝置與橫向加載裝置之間錯(cuò)開的位置時(shí)，可以確保被測(cè)試件在粘結(jié)面處受剪破壞，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑材料之間粘結(jié)性能和摩擦性能的檢測(cè)。本裝置可用于單一建筑材料和多種不同建筑材料之間的摩擦系數(shù)和粘結(jié)性能的試驗(yàn)，此外，還可以用于建筑材料的豎向剪切試驗(yàn)。
[0008]所述橫向加載裝置包括對(duì)所述試件施加橫向荷載的橫向千斤頂，所述橫向千斤頂?shù)暮蠖送ㄟ^壓力傳感器與第一豎向反力梁緊密接觸。
[0009]所述橫向加載裝置包括豎向升降裝置，所述豎向升降裝置包括豎向升降千斤頂和承重臺(tái)；所述承重臺(tái)的截面形狀呈L形，所述橫向千斤頂通過所述承載臺(tái)的水平板置于所述豎向升降千斤頂上，所述壓力傳感器通過位于所述承載板后方的豎板與所述第一豎向反力梁緊密接觸。
[0010]沿所述第一豎向反力梁的豎向布置第一導(dǎo)軌，所述承重臺(tái)上設(shè)有與所述第一導(dǎo)軌配合工作的滑輪。
[0011]所述橫向千斤頂?shù)幕钊麠U端頭設(shè)有推板，所述推板與所述活塞桿端頭剛性連接。
[0012]所述豎向加載裝置包括反力架、豎向千斤頂和用于放置所述試件的底座;所述豎向千斤頂?shù)捻敳颗c所述反力架的頂部橫梁固定連接，所述底座設(shè)于所述豎向千斤頂?shù)恼路剑厮龅鬃呢Q直軸向設(shè)有用以測(cè)量所述豎向荷載的壓力傳感器。
[0013]所述豎向千斤頂?shù)幕钊麠U端部設(shè)有剛性連接的承壓板。
[0014]優(yōu)選的，所述底座設(shè)有開口朝上的半球槽，半球槽內(nèi)部設(shè)有可沿所述半球槽內(nèi)壁相對(duì)運(yùn)動(dòng)的平衡半球，所述平衡半球的頂部設(shè)有用以承載所述試件的承載板。底座可以通過其平衡半球和半球形底座的滾動(dòng)達(dá)到在自重作用下自平衡的作用，防止試驗(yàn)過程中試件受力不均勻而偏心的情況。
[0015]所述底座和壓力傳感器之間設(shè)有支撐板，支撐板給底座以支撐力；所述壓力傳感器底部設(shè)置底板給壓力傳感器以支撐力;所述支撐板與壓力傳感器之間設(shè)置箍環(huán)，防止支撐板與壓力傳感器之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0016]所述試件阻擋裝置包括直接作用于所述試件上的兩個(gè)擋板，所述擋板通過水平伸縮桿與第二豎向反力梁連接。
[0017]兩個(gè)所述擋板的中間位置設(shè)有作用于所述試件上的位移傳感器，所述位移傳感器通過水平伸縮桿與所述第二豎向反力梁連接。
[0018]沿所述第二豎向反力梁的豎向布置第二導(dǎo)軌，所述水平伸縮桿的端部設(shè)有與所述第二導(dǎo)軌配合工作的滑輪，所述水平伸縮桿端部和第二導(dǎo)軌連接處有緊固裝置用以固定水平伸縮桿的高度，避免水平伸縮桿自行滑動(dòng)。
[0019]所述推板和所述擋板的左右兩側(cè)設(shè)有用以防止所述試件滑出的限位板。
[0020]測(cè)量建筑材料間粘結(jié)強(qiáng)度和摩擦系數(shù)的試驗(yàn)方法，包括以下步驟:
[0021 ]步驟1:固定試件，對(duì)所述試件施加豎向荷載；
[0022]步驟2:對(duì)所述試件的中部施加橫向荷載，所述試件的上部和下部在錯(cuò)開所述橫向荷載的位置設(shè)置限制所述試件橫向運(yùn)動(dòng)的阻擋部件；
[0023]步驟3:通過測(cè)量施加至所述試件上的豎向荷載值、橫向荷載值和所述試件中部位置的橫向位移值，獲得所述試件的粘結(jié)強(qiáng)度和摩擦系數(shù)。
[0024]步驟2中，將所述試件的粘結(jié)面置于所述橫向荷載和所述阻擋部件之間錯(cuò)開的位置處。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
[0026]1、本發(fā)明提出了一種針對(duì)建筑材料粘結(jié)強(qiáng)度和摩擦系數(shù)試驗(yàn)裝置及其使用方法，可用于單一建筑材料和多種不同建筑材料之間的摩擦系數(shù)和粘結(jié)性能的試驗(yàn)，而且可以用于建筑材料的豎向剪切試驗(yàn)。
[0027]2、本發(fā)明可以應(yīng)用于監(jiān)測(cè)不同尺寸的試驗(yàn)材料，對(duì)試驗(yàn)材料的限制極小。
[0028]3、模型加工方便，易于拆卸和搬運(yùn)，可以重復(fù)利用。
【附圖說明】
[0029]圖1試驗(yàn)裝置側(cè)視圖；
[0030]圖2橫向加載裝置圖；
[0031]圖3豎向升降裝置圖；
[0032]圖4豎向加載裝置圖；
[0033]圖5平衡底座細(xì)部圖；
[0034]圖6位移監(jiān)測(cè)裝置圖；
[0035]圖中:1.底座，2.橫向加載裝置，3.豎向加載裝置，4.位移監(jiān)測(cè)裝置，5.豎梁，6.豎向升降裝置，7.壓力傳感器，8.橫向加載千斤頂，9.推板，10.導(dǎo)軌，11.滑輪，12.承重臺(tái)，13.豎向加載千斤頂，14.反力架，15.承載板，16.試驗(yàn)材料，17.平衡底座，18.平衡半球，19.半球底座，20.箍環(huán)，21.壓力傳感器，22.伸縮桿，23.擋板，24.位移傳感器。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0037]如圖1所示，一種針對(duì)建筑材料間粘結(jié)強(qiáng)度和摩擦系數(shù)試驗(yàn)裝置，從左到右包括底座1、橫向加載裝置2、豎向加載裝置3、位移監(jiān)測(cè)裝置4。采用平衡底座放置防止試驗(yàn)材料受力偏心情況;采用豎向升降系統(tǒng)來(lái)適應(yīng)不同豎向尺寸的試驗(yàn)材料;采用伸縮桿來(lái)適應(yīng)不同橫向尺寸的試驗(yàn)材料;采用在試驗(yàn)材料上部施加豎向荷載的方式;采用將壓力傳感器安裝在底座中的方式監(jiān)測(cè)豎向壓力;采用位移傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)建筑材料之間的粘結(jié)強(qiáng)度和摩擦系數(shù);采用豎梁來(lái)提供橫向加載時(shí)所需的反力;采用推板和擋板來(lái)保證試驗(yàn)材料受力的均勻性;可以進(jìn)行建筑材料的無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)、粘結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)、摩擦系數(shù)試驗(yàn)等多種試驗(yàn)。
[0038]如圖2所示，橫向加載裝置2包括豎梁5、豎向升降裝置6、壓力傳感器7、橫向加載千斤頂8、推板9;用以提供粘結(jié)性能和摩擦性能檢測(cè)時(shí)的橫向荷載。橫向加載千斤頂8與推板9剛性連接，并將橫向千斤頂置于推板的中心便于對(duì)試驗(yàn)材料16施加橫向荷載。
[0039]如圖3所示，豎向升降裝置6包括導(dǎo)軌10、滑輪11、承重臺(tái)12;用以滿足不同的材料尺寸。其中豎向加載裝置為了適應(yīng)不同材料的尺寸。
[0040]如圖4所示，豎向加載裝置3包括豎向加載千斤頂13、反力架14、承載板15、平衡底座17，用以提供粘結(jié)性能和摩擦系數(shù)檢測(cè)時(shí)的豎向荷載。
[0041]如圖5所示，平衡底座17包括承載板15、平衡半球18、半球底座19、箍環(huán)20、壓力傳感器21。平衡底座17上設(shè)置半球槽，供平衡半球18在其內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，平衡半球18與半球槽使得二者之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)以達(dá)到平衡的目的，將平衡半球18放入半球槽中只有到放在上面的試驗(yàn)材料完全平衡的情況下平衡半球才會(huì)水平。平衡底座17可以通過其平衡半球18和半球底座19的滾動(dòng)達(dá)到在自重作用下自平衡的作用，防止試驗(yàn)過程中試驗(yàn)材料16受力不均勻而偏心的情況。平衡底座17同時(shí)可以通過壓力傳感器21監(jiān)測(cè)到豎向荷載的變化。豎向加載千斤頂13的底部與反力架14剛性連接，伸縮端與承載板剛性連接。
[0042]如圖6所示，位移監(jiān)測(cè)裝置包括豎梁5、伸縮桿22、擋板23、位移傳感器24，用以監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過程中材料的位移，以判斷材料的極限摩擦力和極限抗剪力的取值。通過豎向?qū)к?0、滑輪11和伸縮桿22的伸縮功能適應(yīng)不同尺寸的試驗(yàn)材料。擋板23可以對(duì)上下兩塊試驗(yàn)材料的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行阻擋，達(dá)到只有一塊試驗(yàn)材料橫向運(yùn)