[发明专利]一种水泥基薄板轴拉试验装置及其试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及轴拉试验技术领域，特别是涉及一种水泥基薄板轴拉试验装置及其试验方法。

背景技术

水泥基材料轴心抗拉强度和极限拉伸值是水泥基材料力学性能和变形性能的重要参数。目前被广泛研究的纤维增强砂浆/混凝土需要对其抗拉强度进行测定，以评价其力学性能。另外，特别是对水工混凝土及大坝混凝土等结构，混凝土抗拉性能直接关系着结构的安全性。因此，正确反应水泥基材料力学性能的测试成为控制其性质的重要环节。常见的混凝土拉伸试验有三种：单轴直接拉伸、弯拉试验、劈拉试验。劈拉试验中，试件处于二向应力状态，弯拉和轴拉试验中试件为单向受力时，然而弯拉试件截面应力并不是呈三角形分布，所以轴拉受力更为简单，是较为理想的混凝土拉伸强度试验方法。

对于混凝土单轴直接拉伸试验，试件形状及夹持方式的不同对试验结果影响很大。目前广泛采用的夹持方法可分为外夹式、内埋式和粘贴式三种基本类型。外夹式的试件多为薄板试件，试件靠摩擦力来传递拉力，但这种方法使夹持处混凝土处于二向应力状态，试件易在夹持处破坏。内埋式是在试件端部预埋螺栓或者钢筋，种方式较难保证预埋钢筋或者螺栓的准确对中，且应力的传递非常复杂，不能保证试件在全长的均匀受拉状态。与外夹式和内埋式相比，粘贴式试件端部的应力传递较好，但应力集中仍然较为明显，且粘结剂不能重复利用，试验成本较高。

综上，现有的水泥基薄板轴拉试验装置，存在容易破坏试件，操作繁琐，不能够较好的反应试件受拉时的应力状态的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水泥基薄板轴拉试验装置及其试验方法，以解决上述现有技术存在的问题，具有操作简单，测试时试件损伤小，并且能够较好的反应试件受拉时的应力状态，使测试结果更精准的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种水泥基薄板轴拉试验装置，该轴拉试验装置由呈对称关系的两部分主体单元组成，每部分主体单元包括球铰、三角架、D形连接件和夹具；其中：

所述球铰一端通过试验机加载头与试验机连接，所述球铰另一端与所述三角架的顶角端连接，所述三角架的底边端通过D形连接件与所述夹具连接；所述夹具包括两片相对设置的夹板和限位螺栓，所述限位螺栓穿过两片所述夹板设置，所述限位螺栓用于对试验试件进行限位。

优选地，所述三角架为等边三角形钢结构，包括设置为两斜边的两根斜杆和设置为底边的一根圆柱形杆。

优选地，所述夹板包括一体成型的矩形钢板和梯形钢板，所述矩形钢板位于所述梯形钢板的长底边处，所述矩形钢板的长度与所述梯形钢板长底边的长度相等。

优选地，所述限位螺栓设置为两排，两排所述限位螺栓对称设置于所述梯形钢板上，每排所述限位螺栓的中心连线均与与其相邻的所述梯形钢板的斜边平行。

优选地，所述D形连接件包括U形粗铁环和栓接在所述U形粗铁环开口端的螺栓杆，所述U形粗铁环的圆弧端套设于所述圆柱形杆的外部，所述U形粗铁环的开口端通过所述螺栓杆与所述矩形钢板连接。

优选地，所述D形连接件在所述圆柱形杆和所述矩形钢板之间等间距排列设置有多个。

优选地，所述圆柱形杆上依次等间距设置有多个浅槽，所述U形粗铁环卡接于所述浅槽内。

优选地，所述夹板内侧设置有橡胶垫。

本发明还提供了一种水泥基薄板轴拉试验方法，包括以下试验步骤：

步骤一、将试验试件两端制成与夹具上的限位螺栓的排列方式相匹配的形状，使试件两端能够被限位螺栓限位固定；

步骤二、将试验试件的中部打磨光滑，并用树脂进行找平，粘贴长度为50mm的应变片，将应变片由导线连接应变仪，来测量试验试件的极限拉应变；

步骤三、将试验试件两端分别安装于水泥基薄板轴拉试验装置的两个主体单元的夹板之间，依次安装好限位螺栓，并且旋紧限位螺栓，对试验试件进行限位固定；

步骤四、将试验机分别与两个主体单元的试验机加载头连接，开动试验机进行加载试验，试验过程中，试件的应力-应变曲线通过试验机配置的软件系统进行采集。

优选地，所述试验试件的两端具体制成外扩的喇叭口形状。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

1、本发明提供的水泥基薄板轴拉试验装置及其试验方法，将试件两端的夹持部分制成外扩形喇叭结构，采用在夹板上设置螺栓来卡接试件两斜边以及结合夹板外夹的复合夹持方式，操作方便，可有效改善传统外夹式对试件夹持处破坏严重的缺陷；