[发明专利]一种双向单纤维拔出水泥基体试件模具及其制作和应用

说明书

本发明涉及一种双向单纤维拔出水泥基体试件模具及其制作和应用，模具包括：经螺栓连接的底板(1)、中层板(2)、上层板(3)，中层板(2)及上层板(3)上均开设有凹槽，连接在底板(1)上表面两侧的立柱(4)，两端分别固定在两侧立柱(4)上的纤维(5)，该纤维(5)穿设在所述中层板(2)和上层板(3)之间，纵向设置在中层板(2)和上层板(3)之间的隔膜(6)。与现有技术相比，本发明可以根据需要一次性浇筑几个至几十个单纤维拔出试件，且每个试件各自独立，不再需要传统方法拆模后的切割过程，试件制备效率高。测试装置采用高精度荷载传感器，双向单纤维拔出试件可直接粘贴在与试验机相连上下两个特制铁片上，与传统方法固定单根纤维相比，操作简单方便，测试效率高，结果准确。

技术领域

本发明属于纤维混凝土的界面性能测试领域，尤其是涉及一种双向单纤维拔出水泥基体试件模具及其制作和应用。

背景技术

传统的混凝土材料存在抗拉强度低、易开裂、变形能力和耐久性差等缺点，因此工程界常采用短切的矿物纤维、金属纤维或聚合物纤维等来增强混凝土。纤维混凝土材料是一种多相体材料，纤维、基体和纤维/基体界面的特性将决定复合材料硬化后的性能，而纤维的加入对基体起到了增强和增韧作用，使材料的宏观力学性能和韧性都大幅度提高。在应变硬化材料设计理论中，纤维/基体界面粘结性能是复合材料增强增韧性能的关键，对复合材料各项宏观力学性能有着重要影响。而单纤维拨出试验(single fiber pull out)则是研究纤维/基体界面粘结性能最为有效的方法之一。

单纤维拔出试验即将单根纤维从水泥基体中拔出以得到单根纤维-基体粘结滑移曲线。此试验的主要难点在于单根纤维直径小(微米级)、强度低，对一根纤维进行操作较为困难；其次由于试件形状特殊，需要设计特殊的夹具以配合试验机。此前国内外单纤维拔出试件均为纤维一端埋入水泥基体中，而另一端纤维则暴露在空气中。这与实际复合材料中，整根纤维都在水泥基体中并不一致。此外，进行试验时，水泥基体一端固定在夹具上，还需使用胶水将伸出水泥块的纤维粘贴在塑料板上，从而实现纤维从水泥基体的拔出。而这一过程中，由于单根纤维直径小，纤维的固定粘贴也是一个难点。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双向单纤维拔出水泥基体试件模具，可以直接浇筑得到两边纤维均在水泥基体中的单纤维拔出试件，更符合纤维与水泥基体的实际拔出情况，对单纤维拔出水泥基体进行测试时只需将两侧基体分别粘贴在与试验机相连的夹具上即可，操作简单方便。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的模具可以根据需要一次性浇筑几个至几十个单纤维拔出试件；试件设计为梯形，便于拆模；使用聚四氟乙烯隔开两侧水泥基体，操作简便；在各模块上预留缝隙，拆模前割断纤维，可使每个试件各自独立，省去传统方法拆模后的切割过程，试件制备效率高。测试时试件可直接粘贴在圆柱螺杆的长方体平台上，操作简单方便，测试效率高。

为实现上述目的，本发明提出的一种双向单纤维拔出水泥基体试件模具，包括：

经螺栓连接的底板、中层板、上层板，所述中层板及所述上层板均由多个并列设置的模块拼接构成，所述中层板与上层板上下对应各模块相同；并且所述中层板中相邻模块的相对侧面上、以及所述上层板中相邻模块的相对侧面上均开设有贯穿该模块上下侧面的凹槽；设于上层板上相对设置的2个凹槽、相邻地设于中层板上相对设置的2个凹槽，以及底板共同形成双向拔出试件浇注槽；

设于并列设置的相邻模块之间的隔膜，将双向拔出试件浇注槽分割为两个独立的双向拔出试件浇注子槽；

连接在底板上表面两侧的立柱；以及

两端分别固定在两侧立柱上的纤维，该纤维穿设在所述中层板和上层板之间，并穿过隔膜以及隔膜两侧的双向拔出试件浇注子空间。