[发明专利]一种增韧水泥面板的抗冲击韧性检测装置及评价方法

说明书

本发明公开了一种增韧水泥面板的抗冲击韧性检测装置，包括底座，冲击架，落锤结构，底板定位结构，受冲击试件定位结构，板角脱空试验模拟结构，板边脱空试验模拟结构，板中脱空试验模拟结构，滑轨通过螺栓固定在水平地面上的底座上，底座上设有螺栓孔和一个矩形凹槽，所述受冲击试件定位结构由四个挡板和六个万向球组成，落锤上端与冲击架顶板下端均焊接与插销连接的圆环，插销穿过二者的圆环将落锤与顶板固定；试验时，通过使用不同的底板模拟不同类型的脱空，通过改变落锤的位置以适用于不同脱空类型的冲击试验。本发明的评价方法，通过损伤累计程度对材料韧性进行评价，提供了一种脱空评价指标。本发明的能量法评价韧性更加直观、易操作。

技术领域

本发明涉及路面抗冲击韧性检测装置，尤其涉及一种增韧水泥面板的抗冲击韧性检测装置及评价方法。

背景技术

水泥混凝土是一种脆性易开裂的材料，在受到持续冲击的地方极易容易开裂和断板，会对道面的服役性和使用安全性造成影响。除了对安全造成严重的影响，道面无法达到设计服役年限，产生的养护甚至是重建费用是非常高昂的。

机场道面就是经常受到冲击荷载影响的典型例子。近年来民用航空机场的交通量日益增加，而且特别是占比10％作用的机场却承担了70％的境内机场旅客吞吐量，这大大增加了这些机场道面产生破坏的风险；同时随着航空科技实力的进步，民航机场中的中型和大型客机的数量逐渐增多，给民航机场道面带来了不小的挑战。

目前混凝土道面是民航机场应用最主要的道面结构形式，但是混凝土道面使用情况并不理想。目前大部分水泥道面无法达到30年的设计年限，平均寿命一般为15-20年，有的甚至新建后2-3年就出现道面破坏。其中，脱空是机场道面最常见的一种病害形式。据统计，近70％的机场道面脱空率大于30％，其中30％的机场道面板底脱空现象严重，脱空率达到60％以上。脱空的存在改变了机场道面的支撑状态，降低了道面脱空位置的力学性能，脱空和飞机冲击载荷的叠加作用下，机场道面极易出现断板、板块破碎等严重的道面损害现象，大大降低了机场道面的服役寿命，这严重影响飞机运行的安全性。针对此问题，国内外学者提出了许多增加混凝土韧性的方法，例如在混凝土中添加纤维、橡胶粉等增韧材料，以此延长混凝土的使用寿命。

然而直接修筑一段试验路进行脱空状态下纤维混凝土材料的抗冲击性能评定需要花费大量的人力物力，因此，开发一种试验结果离散性小、试验操作方便的纤维混凝土材料脱空状态下的抗冲击韧性的实验测试装置对提高脱空状态下的混凝土冲击韧性和道面寿命具有重大的意义。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够测定脱空状态下增韧水泥面板的抗冲击韧性、试验成本小、试验结果离散性小的增韧水泥面板的抗冲击韧性检测装置及评价方法。

技术方案：一种增韧水泥面板的抗冲击韧性检测装置，包括底座、冲击架、落锤、底板定位结构、受冲击试件定位结构、脱空试验模拟结构和预设裂缝结构，所述冲击架包括两条滑轨和一个顶板，顶板设于滑轨上部；

底座上设有多个螺栓孔，所述滑轨通过螺栓固定在水平地面上的底座上；

所述受冲击试件定位结构由四个挡板和六个万向球组成，落锤上端、顶板下端均设有与插销连接的圆环，落锤通过插销与顶板活动连接；所述落锤设于预设裂缝结构的正上方；

所述底板定位结构包括底板上设有的凹槽和底板，底板放置在凹槽内。

进一步，所述落锤是底部为圆弧形的五面体钢制落锤。

进一步，所述受冲击试件定位结构由四个垂直焊接于底座上的挡板和四个侧面万向球、两个顶部万向球组成，万向球与冲击板的平面保持微小的缝隙。

进一步，所述脱空试验模拟结构包括板角脱空试验模拟结构、板边脱空试验模拟结构、板中脱空试验模拟结构；