[发明专利]磁性开关控制落锤式冲击试验台

说明书

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种纤维混凝土抗冲击性能试验装置，特别涉及到磁性开关控制落锤式冲击试验台。

背景技术

纤维混凝土能提高混凝土的力学性能和耐久性，广泛应用于建筑结构和隧道工程中，发展前景十分乐观。目前，公知的纤维混凝土抗冲击性能测试装置有ACI544委员会推荐的落锤实验装置，我国落锤实验装置与ACI544委员会推荐的相似。使用该装置进行试验时，需要人工手动将钢制冲击锤举到指定高度并对准试件，然后放松双手使冲击锤下落对混凝土试件进行冲击。由于人工手动对冲击锤定位必然会产生偏差，不能保证每次冲击时冲击锤的高度不变，也无法保证冲击锤每次下落时的重心迹线穿过冲击球的重心，甚至会影响到冲击锤下落时的初速度和初始加速度，从而会给试验的精确性带来了不利的影响；同时，由于冲击锤冲击试件后没有合适的保护装置，导致冲击锤反弹后下落对试件造成第二次无规律的冲击，实现不了每次冲击的一致性。此外，缺乏保护装置使冲击锤容易砸伤试验人员，存在着不能保障人员安全的弊端。

ACI544委员会推荐的落锤实验装置所采用的试件尺寸为直径为150mm，厚度为63mm±3mm的圆饼形试件。当混凝土中加入50mm～65mm的新型结构型长纤维后，纤维在直径为150mm，厚度为63mm±3mm的圆饼形试模边壁附近会有一定的取向趋势，形成“边壁效应”，无法真实反映该种纤维混凝土材料的抗冲击性能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种使冲击试验更加精确、适用范围更加广泛、重量轻、便于携带，能保护操作人员安全，操作简便，尤其适用于国内不同建筑工地的冲击试验装置，从而不仅解决了人工手动操作造成的初始下落高度、初始速度、初始加速度变化和每次冲击试验时边界条件不一致的问题，解决了冲击锤每次下落时的重心迹线不能穿过冲击球重心的难题，而且解决了试验人员安全和长纤维在混凝土试模中存在的“边壁效应”的问题。

本发明的技术方案是：

钢制底板9通过膨胀螺栓固定在刚性基础上，底板9上设置冲击架2，该冲击架2由钢管制成，冲击架2与底板9垂直焊接。垂直冲击架2设置一根钢管制成的定位悬臂3。定位悬臂3的左端为套于冲击架2钢管外壁的钢圆环，定位悬臂3与冲击架2通过活动螺栓连接，并沿着冲击架2自由地调整高度；定位悬臂3的右端为磁性开关1，磁性开关1与定位悬臂3通过活动螺栓连接。通过调整活动螺栓，精确地调整磁性开关1的位置，以保证冲击锤4的自由落体。在磁性开关1的下方焊接一个钢制空心圆盘，使磁性开关1轻易地吸附冲击锤4。此外，在混凝土试件7上方，设置冲击保护装置5，保护装置5由上下两部分构成，上部分设计成“漏斗”形，下部分设计成方形套筒10，“漏斗”和方形套筒10是由钢板制成，上部分“漏斗”与下部分方形套筒10通过钢杆焊接，保护装置5通过下部分方形套筒10卡在底板上四块钢制挡板8的四周，使试件7受冲击时的边界条件相同。

在进行冲击试验前，首先将底板9用膨胀螺栓固定在刚性基础上，然后调整定位悬臂3至所需高度，用活动螺栓将其固定到与底板9连接的冲击架2上。利用铅锤将磁性开关1和冲击球6对中，使得磁性开关1吸附的冲击锤4每次下落时的重心迹线穿过冲击球6的重心。并将保护装置5通过下部分的方形套筒卡在混凝土试件7外的四个挡板8上，即完成了对保护装置5的固定。

在进行冲击试验时，打开磁性开关1，将冲击锤4吸附于定位磁性开关1上，关闭磁性开关1，吸附力消失，冲击锤4在自身重力的作用下做自由落体运动，冲击放置在试件顶面的冲击球6，冲击锤4完成一次冲击后落在保护装置5内，每完成一次冲击即为一个循环。

当采用纤维混凝土时，对于30～50mm长度的纤维，采用直径为150mm，厚度为75mm的圆饼形试件；对于50mm～65mm长度的纤维，采用直径为200mm，厚度为75mm的圆饼形试件。

本发明的效果和益处是：

本发明用磁性开关对冲击锤进行定位，试验人员只需控制磁性开关即可进行试验，解决了人工手动定位不准确的问题，保证冲击锤初始下落速度恒为零；保护装置使冲击锤对试件的二次冲击规律一致。磁性开关和保护装置使试件受冲击时具有不变的边界条件，显著地提高了冲击试验的精确性。保护装置还可保护试验人员的安全。本发明还具有重量轻，便于携带；无需任何驱使能源，绿色环保；操作简便的特点。而且适用范围更加广泛，适用于当纤维长度30～65mm时结构型长纤维混凝土材料的抗冲击性能的研究。另外，在各种场所，尤其施工现场，为方便地进行高质量的冲击试验提供了保障。

附图说明