[发明专利]高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置及方法

说明书

一种高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置及方法，它包括试件夹持机构和拉伸测量机构，通过试件夹持机构的上夹具和下夹具夹持狗骨试件，螺杆的上端与上楔形夹滑动配合，螺杆下端与下楔形夹连接固定，位移传感器的固定端与上夹具连接固定，伸缩端与下夹具抵触，狗骨试件的变径段两端分别与上楔形夹和下楔形夹的楔形槽配合，通过狗骨试件在受拉后将荷载转移至试件夹持机构和拉伸测量机构。本发明克服了原高延性水泥基复合材料在试验卸荷后发生回缩，不能直观反映微裂缝信息，导致后期试验数据不真实的问题，具有结构简单，保持狗骨试件在应变状态下不卸荷，有利于开展对高延性水泥基复合材料的裂缝分布和透水性试验，操作简单方便。

技术领域

本发明属于材料试验技术领域，涉及一种高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置及方法。

背景技术

混凝土凭借原材料丰富、可塑性好、性价比高等优点，已经成为目前世界上应用最为广泛的一种简直材料。但混凝土具有明显的脆性特征，其拉压比一般为1/10-1/14，极限拉应变仅为0.01%-0.015%。高延性水泥基材料是一种基于断裂力学和微观力学设计出的一种新型纤维增强水泥基复合材料，与普通混凝土呈现脆性特征不同，该材料具有超高延性，是一种可以弯曲的水泥基材料，其极限拉伸应变可以达到3%-5%，是普通混凝土的300-500倍。和传统水泥基材料在承受拉伸荷载时只出现单一裂纹的宏观开裂模式不同，高延性水泥基复合材料在第一条微裂缝出现并发展至一定程度时，新的微小裂缝又会重新生成，如此重复多次，直至其中某条微裂缝发生局部化扩展，试件最终破坏。

高延性水泥基复合材料具有良好的裂缝宽度控制能力和自愈合能力，上述特征不仅可以显著降低材料的渗透系数，而且开裂后其动态模量、刚度、单轴拉伸能力等都可以得到有效恢复，这对于提高建筑物耐久性和延长工程服役年限至关重要。

目前，国内外研究学者针对该材料的裂缝分布以及透水性能均开展了相关研究。但上述研究均是基于试件卸荷后所开展的，由于试验卸荷会使材料或裂缝回缩，因此，试验所获得的微裂缝宽度信息并不能客观反映高延性水泥基复合材料的微裂缝分布。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置及方法，结构简单，采用试件夹持机构的上夹具和下夹具夹持狗骨试件，螺杆的上端与上楔形夹滑动配合，螺杆下端与下楔形夹连接固定，位移传感器的固定端与上夹具连接固定，伸缩端与下夹具抵触，狗骨试件的变径段两端分别与上楔形夹和下楔形夹的楔形槽配合，狗骨试件在受拉后将荷载转移至试件夹持机构和拉伸测量机构，保持狗骨试件在应变状态下不卸荷，有利于开展对高延性水泥基复合材料的裂缝分布和透水性试验，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种高延性水泥基复合材料位移控制持荷装置，它包括试件夹持机构和拉伸测量机构；所述拉伸测量机构位于试件夹持机构的上楔形夹和下楔形夹之间，拉伸测量机构两侧的螺杆上端与试件夹持机构的上楔形夹滑动配合，螺杆下端与下楔形夹连接固定；位移传感器的固定端与上夹具连接固定，伸缩端与下夹具抵触；上楔形夹和下楔形夹承受荷载后，螺杆上端的限位螺母与上楔形夹抵触将荷载转移至拉伸测量机构。

所述试件夹持机构包括上楔形夹和下楔形夹，以及位于上楔形夹和下楔形夹上设置的楔形槽。

所述上楔形夹和下楔形夹上的楔形槽的横截面较小的一端相互对称，上楔形夹和下楔形夹远离横截面较小的一端设置连接板。

所述上楔形夹下侧面设置通孔与螺杆滑动配合，下楔形夹上侧面设置螺纹孔与螺杆螺纹配合。

所述拉伸测量机构包括上夹具和下夹具，螺杆位于上夹具和下夹具的夹持孔两侧。

所述螺杆两端分别设置固定螺母和限位螺母，固定螺母与螺杆连接固定，限位螺母与螺杆螺纹配合。

所述螺杆上的固定螺母和限位螺母分别位于下夹具下侧面的下部和上夹具上侧面的上部。