[发明专利]一种水泥石微观性能测试样品的制备装置及方法

说明书

本发明公开了一种水泥石微观性能测试样品的制备装置及方法，解决了现有技术中没有专门针对水泥石微观测试样品制备机械的问题，具有能够保证水泥石微观测试样品制备精度的有益效果，具体方案如下：一种水泥石微观性能测试样品的制备装置，包括载物台，表面开有用于容纳载具的卡槽，载具用于设置试件；工作室，工作室底板布置有工作台，工作台上表面设置载物台，载物台通过移动机构与工作台连接，通过移动机构带动载物台相对于工作台在X向和\或Y向运动；切割刀具，通过支撑架支撑，且切割刀具能够在升降机构的带动下移动至载物台的上方，支撑架开有冷却液出口，冷却液出口朝向切割刀具设置以向切割刀具喷洒冷却液。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其是一种水泥石微观性能测试样品的制备装置及方法。

背景技术

海洋工程、地下工程、大型桥梁、高速铁路等重大工程和装配式建筑对混凝上材料需求量更大，对其性能提出了更高要求。然而，混凝土材料是典型的准脆性材料，生产与服役过程中开裂破损问题突出，导致材料耐久性问题甚至引发结构性破坏。而重大工程的服役环境极为严酷，混凝土结构在荷载与环境等作用下，裂缝的发生与发展过程的复杂性为准确预测与及时防控带来了极大的困难，危及工程质量安全。因此，混凝土裂缝机理及裂缝防控准则是工程结构安全运维需要迫切解决的关键基础性问题，亦对于混凝土材料的抗裂与增韧设计有重要指导意义。

一般来说，混凝土结构损伤是材料从微观到宏观的劣化过程。混凝土开裂是其内部微裂缝在荷载作用下不断萌生、扩展以及贯通的过程。混凝土材料在多个尺度均表现出非均质性与多物相的复杂特性，这就要求探究混凝土裂缝的产生的内在原因。研究和理解混凝土断裂行为的临界尺度是微观尺度，因此迫切需要发展新型微观断裂测试技术。

目前，利用纳米压头测试微水泥立方体的整体力学性能，为在微观尺度上研究水泥石力学性质提供了新的研究思路。新方法使用纳米压痕设备来评估微观试样的断裂性能，通过常规的纳米压痕测试用于评估弹性模量和硬度。但是上述的试验中需要制备大量的微米级水泥石微观性能测试样品。然而，发明人发现，目前土木行业领域内并无相关的可以直接用于制作该测试样品的装置，只能依靠手工，或其他设备，存在的问题是因设备并非针对微观性能测试样品的机械，制备方法复杂繁琐且不能保证测试样品的质量，导致对试验结果产生较大的不利影响。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的是提供一种水泥石微观性能测试样品的制备装置，能够实现水泥石测试样品的大量制作，且能有效保证测试样品的质量，从而推动水泥浆体力学性能和断裂行为的研究进展。

本发明的第二目的是提供一种水泥石微观性能测试样品的制备方法，有效实现微米级水泥石微观性能测试样品的制作，提升不同尺寸微观性能测试样品的质量。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：第一方面，本发明提供了一种水泥石微观性能测试样品的制备装置，包括：载物台，表面开有用于容纳载具的卡槽，载具用于设置试件；

工作室，工作室底板布置有工作台，工作台上表面设置载物台，载物台通过移动机构与工作台连接，通过移动机构带动载物台相对于工作台在X向和\或Y向运动；

切割刀具，通过支撑架支撑，且切割刀具能够在升降机构的带动下移动至载物台的上方，支撑架开有冷却液出口，冷却液出口朝向切割刀具设置以向切割刀具喷洒冷却液；

内部观察机构，安装于工作室内侧壁，以放大观测载物台处试件的切割点及切割状态。

上述的制备装置，是专门针对水泥石微观性能的测试样品制备的装置，具有针对性，其中通过载具固定试件，并非简单固定，这样在切割过程中有效提高了试件设置的稳定性，且通过载具的设置便于后期取出样品，同时，在切割过程中通过冷却液出口喷洒冷却液，避免过高热量对样品和刀具产生不利影响，另外通过内部观察机构能够放大切割刀具对试件的切割点，便于观测，从而对载物台进行操作，整体装置有利于提高切割的精度，保证样品的质量。