[发明专利]一种检测纤维水泥基材粘接性能的夹具及检测方法

权利要求书

1.一种检测纤维水泥基材粘接性能的夹具，其特征在于，包括分别与拉拔试验机的上端支撑套筒和下端支撑套筒连接的上柱形连接座（2）和下柱形连接座（12）；所述上柱形连接座（2）和下柱形连接座（12）的外径与拉拔试验机的支撑套筒的内径为配套设置，使上柱形连接座（2）和下柱形连接座（12）稳定插入拉拔试验机的支撑套筒内；

所述上柱形连接座（2）和下柱形连接座（12）为带销孔的中空圆柱体，所述销孔内穿设定位插销，所述上柱形连接座下端底面开设有螺孔，所述螺孔内连接上传力螺杆（3），所述上传力螺杆为竖直设置的双头螺纹杆，上端螺纹连接上柱形连接座（2），下端螺纹连接上夹具，所述上传力螺杆与上夹具连接处还设置有紧固螺母（6）；

所述下柱形连接座（12）上端顶面开设有螺孔，所述螺孔内连接下传力螺杆（13），所述下传力螺杆（13）为竖直设置的双头螺纹杆，下端螺纹连接下柱形连接座（12），上端螺纹连接下夹具，所述下传力螺杆与下夹具连接处还设置有紧固螺母（6）；

所述上夹具包括倒U型刚框（4）和带孔钢板（8），所述倒U型钢框由一个顶板（41）和两端的两个对称的上侧板（42）组成，所述顶板中心连接上传力螺杆，所述两上侧板通过螺栓连接带孔钢板，所述带孔钢板为水平设置，中心位置处开有小孔；

所述下夹具包括U型刚框（14）、刚度支撑（7）和绕丝辊轴（5），所述U型钢框（14）由一个底板（141）和两端的两个对称侧板（142）组成，所述底板（141）中心连接下传力螺杆（13）；所述两侧板中部连接刚度支撑（7），所述两侧板上部连接绕丝辊轴（5）；所述绕丝辊轴（5）为水平设置的高强双头螺丝杆，中部光面，两端设有长距螺纹，所述绕丝辊轴（5）的两端穿过U型钢框框的侧板螺孔后使用锁紧螺母（16）锁死；

所述绕丝辊轴（5）外活动套设环形卡具（10），所述环形卡具（10）横截面为C型，与所述绕丝辊轴（5）贴合，所述环形卡具上设置有锁紧螺栓（101），所述环形卡具（10）通过锁紧螺栓（101）压紧绕丝辊轴（5）；

所述上夹具和下夹具之间竖直设置引伸计，所述引伸计的上下两端分别连接上夹具和下夹具同一侧的侧板。

2.根据权利要求1所述的一种检测纤维水泥基材粘接性能的夹具，其特征在于，所述倒U型刚框（4）的两个侧板顶部设置多个螺孔，所述顶板四角设置多个与侧板顶部螺孔的位置相对应的螺孔，两个侧板和一个顶板通过对应的螺孔采用螺栓拼接形成倒U型刚框（4）。

3.根据权利要求1所述的一种检测纤维水泥基材粘接性能的夹具，其特征在于，所述U型刚框（14）的两个侧板底部设置多个螺孔，所述底板四角设置多个与侧板底部螺孔的位置相对应的螺孔，两个侧板和一个底板通过对应的螺孔采用螺栓拼接形成U型刚框（14）。

4.根据权利要求1所述的一种检测纤维水泥基材粘接性能的夹具，其特征在于，所述带孔钢板中心位置处的小孔，孔径为5-10mm。

5.根据权利要求1所述的一种检测纤维水泥基材粘接性能的夹具，其特征在于，所述环形卡具（10）内壁设置有橡胶垫层（102）。

6.根据权利要求1所述的一种检测纤维水泥基材粘接性能的夹具，其特征在于，所述刚度支撑（7）为水平设置的支撑板或支撑柱。

7.根据权利要求1所述的一种检测纤维水泥基材粘接性能的夹具，其特征在于，所述刚度支撑（7）数量为一个或多个。

8.采用权利要求1-7任一所述的夹具检测纤维水泥基材粘接性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、组装夹具；

步骤二、准备纤维/水泥基材试件：

用于粘结力试验的纤维/水泥基材试件采用两端部侧板设置预留孔的长方体“排串式”结构试模批量制作，即采用中心设置预留孔的隔板分别交替隔出水泥仓和空置仓；所述预留孔用于单丝纤维的贯穿和固定；使用一根绷直的长纤维单丝沿着长方体试模的轴向贯穿整个试模及隔板的预留孔；将胶塞塞入长方体模具侧板的预留孔以固定绷直的贯穿纤维；在隔板所隔出的水泥仓中浇筑水泥浆并使之硬化成型；在空置仓指定位置剪断纤维并拆除隔板，取出纤维/水泥基试件放入标准养护箱进行养护；

步骤三、将纤维/水泥基材试件放置于上夹具的带孔钢板中心位置之上，使纤维位于小孔处，将纤维朝下伸出钢板小孔，保持纤维垂直于试件表面并将纤维缠绕于下夹具的绕丝辊轴上，使纤维的绕入位置与拉拔试验机的拉力作用线位于同一直线，并使定位后的纤维标距段与拉拔设备的拉力作用线重合于同一直线，纤维的标距段长度可根据试验要求而定，一般为3mm-20mm左右；

步骤四、绕丝完成后，拧紧位于绕丝辊轴两端螺纹处的锁紧螺母，并移动环型卡具位于绕丝辊轴的纤维缠绕部位后，拧紧锁紧螺栓锁紧卡具，锁死，避免发生转动；在上夹具和下夹具的侧板之间连接引伸计，量测试验过程中纤维的拔出量；

其中，引伸计用于量测试验过程中纤维的滑动位移量S，拉拔试验机所集成的力传感器用于量测试验过程中纤维的受拉载荷F；引伸计与力传感器所量测的实时数据均实时传输至电脑，并自动绘制粘结力-滑移量曲线，即F-S曲线；

步骤五、启动拉拔试验机，进行纤维/水泥基材粘结力试验，加载速度为0.5-2mm/min，夹具对纤维进行持续拉拔，直至将纤维从试件中拔出或拉拔力降为峰值载荷的85%以下，停止试验，从自动绘图设备上得出纤维拉伸过程的粘结力-滑移量曲线，即F-S曲线；测出埋入纤维的长度 l 和纤维直 2r，进而计算出纤维的脱粘力τ，即界面粘结强度。