[发明专利]一种耐火材料抗剪切测试设备及试验方法

权利要求书

1.一种耐火材料抗剪切测试设备，其特征在于：设备包括试样、压力机、底座和竖向加压系统、试样固定系统、侧向加荷和力值测量系统；

所述试样材质为耐火材料，试样的截面尺寸不小于临界粒度的四倍，试样伸出固定系统部分长度不小于40mm，定型耐火材料以原砖面作为底面进行试验，不定形耐火材料以成型时的侧面作为底面；

所述底座下表面平整，上表面开有燕尾槽凹槽用于调整固定系统水平方向位置，可在试验过程中控制压头直接产生的压力与承载力间的距离，保证试验与理论的符合度，所得数据更为真实；

所述竖向加压系统包括压头支架和压头，压头支架固定于底座上，在未加压时通过吊杆和弹簧确定压头高度，压头和压头支架通过V形槽和压头侧部V形块紧密配合，保证压头运动方向始终保持竖直；

所述压头侧切面呈梯形，压头宽度大于固定支架前端板装样孔10~20mm，保证压头在剪切过程中的位置，在未加压状态下刀口高度高于样品上表面高度，压头与试样间有一小厚度柔性层，用于补偿样品表面平整度；

所述试样固定系统由外壳、上压板、下压板、挡板组成，所述外壳设置于下压板上，外壳前端面及后端面有试验孔，上压板通过螺栓固定于固定系统内部，由手轮、螺纹和弹簧垫圈调整并锁定上下压板间距离，所述下压板下表面设有燕尾凸块与底座连接，后部设有紧固螺栓，所述挡板高度与试样稍低，置于试样和固定支架后端板之间；

所述固定系统下压板与试样间设有一小厚度柔性层，避免二者出现点接触或线接触的现象；

所述固定支架前端板和后端板均开有装样孔，高度、宽度尺寸略大于试样尺寸，前后端板间距离不大于样品长度的3/4，不小于样品长度的1/2。

2.如权利要求1所述的一种耐火材料抗剪切测试设备，其特征在于：所述水平向加荷和力值测量系统由竖直向线性导轨、加压丝杠和力值控制系统组成。

3.利用权利要求1或2所述的一种采用耐火材料抗剪切测试设备进行测试抗剪切强度的试验方法，包括以下步骤：

S1、将试样通过固定支架后端面和前端面的装样孔装入固定系统，将挡板放入外壳与试样间后将试样后端与挡板靠紧，旋转手轮调整上压板位置固定试样位置；

S2、沿燕尾槽推动固定系统，使固定外壳前端面靠紧压头，紧固下压板后部紧固螺栓；

S3、启动侧向加荷系统，通过加压丝杠使线性导轨紧贴试样前端，然后继续调整至所需水平载荷；

S4、启动液压机进行剪切试验，当压力不能继续增加或试样出现明显裂纹时停止试验，然后复位压头位置；

S5、依次松开侧向加荷系统、上压板和挡板，取出试样；

S6、更换试样后按步骤S1固定试样，变更水平向载荷后重复步骤S3、S4和S5，可得到多组包含侧向载荷、应变和抗剪切强度的数据，进而可通过计算得到试样的粘聚力和内摩擦角。