一種制備單根纖維拉拔試驗用試樣的工藝及試樣成型裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種單根纖維拉拔試驗用試樣成型裝置，解決了現有試樣成型裝置操作難度高、試樣精度差、適用性不強、生產效率低的問題，技術方案包括底板，所述底板上均勻開有多個下穿孔，所述底板上設有成型板，所述成型板上均勻開有多個澆注槽，所述成型板的上方設有上板，所述上板與成型板之間具有便于澆注的間隙，所述上板均勻開有多個上穿孔，所述上穿孔、澆注槽和下穿孔對應。結構簡單、操作方便、無需切割、精度高、可靠性好、生產效率高。
【專利說明】
一種制備單根纖維拉拔試驗用試樣的工藝及試樣成型裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種模具制造領域，具體的說是一種制備單根纖維拉拔試驗用試樣的工藝及試樣成型裝置。
【背景技術】
[0002]普通混凝土材料由于成本低、易成型、耐久性高等特點，在基礎建設中得到廣泛應用，但某些特殊的結構或構件如抗震、大跨度等，要求材料具有很高的韌性，因此會考慮在混凝土材料中添加纖維材料。而為了研究纖維對水泥的增韌機理，一般采用單纖維拉拔試驗探究纖維和基體之間的界面性能。當研究摻入聚合物纖維來提高韌性時，需要進行單根纖維拉拔試驗，試驗時需要使用到預埋有單纖維的試樣。現有試樣的制備方法一般是將多根單纖維均勻埋入整塊的水泥基體中形成一個大的具有多根單纖維的水泥基體試樣，然后將水泥基體試樣切割成多個小塊試樣，使每個小塊試樣上有一根纖維，這樣的小塊試樣即為單根纖維拉拔試驗用試樣。采用上述試樣的制備工藝存在很多缺點:(I)需要對一次性成型大塊水泥基體試樣進行切割，將其切割成多個小塊試樣，不僅要求每塊小塊試樣大小一致，還要保證每根單纖維正好位于每個小塊試樣的中心位置，費時費力且加工精度難以保證，使得不同的試樣尺寸存在誤差，從而影響實驗結果的可靠性；(2)試驗用試樣的厚度通常要求在l-7mm，而進行大塊水泥基泥澆注時，厚度很難達到7_以下，因為往往澆注厚度要大于7mm，然后再利用切割機對試樣進行切薄，加工難度大，精準性差；(3)水泥自身具有一定的強度和脆性，切割過程中水泥塊易碎，對切割工具要求較高。切割操作還會帶來震動，從而對纖維與基體粘接產生影響，進而影響試樣的可靠性；(4)現有的工藝中單纖維在水泥基體中僅能實現垂直預埋，而無其它角度的預埋，靈活性差；(5)—次性澆注的大塊水泥基體容易發生裂紋、氣泡等問題，影響試樣質量。因此，需開發一種省時省力、高效可靠的用于單纖維拉拔試驗的試樣成型裝置以及試驗用的試樣的制備工藝。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種結構簡單、操作方便、無需切割、精度高、可靠性好、生產效率高的單根纖維拉拔試驗用試樣成型裝置。
[0004]本發明還提供一種采用上述成型裝置的工藝簡單、省時省力、制造成本低、操作難度低、可靠性好的制備單根纖維拉拔試驗用試樣的工藝。
[0005]本發明裝置包括底板，所述底板上均勻開有多個下穿孔，所述底板上設有成型板，所述成型板上均勻開有多個澆注槽，所述成型板的上方設有上板，所述上板與成型板之間具有便于澆注的間隙，所述上板上均勻開有多個上穿孔，所述上穿孔、澆注槽和下穿孔對應。
[0006]所述成型板和上板的大小相同，但成型板的長寬尺寸小于底板。
[0007]所述底板與成型板、底板與上板之間均通過螺栓和螺母連接。
[0008]所述底板上的多個小孔兩側對應設有多個供螺栓插裝用的定位孔。
[0009]所述上穿孔和下穿孔的孔徑為0.5mm至2mm。
[0010]所述澆注槽的厚度為l-7mm。
[0011]采用上述試樣成型裝置制備單根纖維拉拔試驗用試樣的工藝，包括以下步驟:
[0012](I)在底板上依次設置成型板和上板，使底板的下穿孔、成型板上的澆注槽和上板上的上穿孔對應，并使成型板和上板間保持便于澆注的間距；
[0013](2)將單纖維的一端穿過對應的下穿孔、澆注槽和上穿孔，兩端分別固定在底板和上板上;重復上述步驟，將多根單纖維分別對應穿入其它對應的下穿孔、澆注槽和上穿孔中并固定；
[0014](3)向澆注槽中澆注水泥砂漿，待其硬化成型后，拆下底板和上板，將澆注槽中成型的試樣頂出即得。
[0015]所述底板與成型板、底板與上板之間均通過螺栓和螺母連接。
[0016]在步驟(3)中，澆注前向下穿孔涂抹潤滑劑，所述潤滑劑優選凡士林或其它油性劑。
[0017]通過調節上板與成型板之間的相對位置關系，調整固定在上穿孔和下穿孔之間的單纖維與垂直線之間的角度，從而改變單纖維拉拔時纖維從水泥試樣中拔出的角度。針對【背景技術】中存在的技術問題，發明人對現有的試樣成型裝置進行了如下改進:
[0018](I)使用底板、成型板和上板結合的方式，成型板上設有多個澆注槽，澆注槽的形狀、尺寸和厚度可根據試樣的要求進行設計，每個澆注槽水泥澆注成型后的試樣可直接使用，從而直接減化了切割步驟，單個試樣一次成型，省時省力，精準性好，避免了對大塊水泥基體試樣的切割帶來的各種問題。
[0019](2)底板和上板上的下穿孔和上穿孔可為單纖維預埋定位，使單纖維位于澆注槽的中心位置，便于后續水泥澆注的進行，保證成型后的試驗中單纖維位于試樣的中心位置。所述上穿孔和下穿孔的孔徑優選為0.5mm至2mm，具體可根據選擇的單纖維的徑長合理選擇，略大于單纖維的徑長為好，以單纖維穿過小孔以后不會輕易滑動為好，以方便澆注試樣;若孔徑太小，則對加工要求太高，難以實現，穿纖維時難度太大，在脫模時，容易將纖維扯斷。
[0020](3)由于成型板上可設置多個澆注槽，可一次制造多個試樣，保證多個試樣間的一致性，一次成型的小塊試樣澆注成型后滿足常用試樣的厚度要求，無需再行切割，不易發生裂紋或空洞，可靠性好，為單根纖維拉拔試驗的準確性提供有利保證。
[0021](4)底板、成型板和上板三者通過螺栓螺母形成可拆式連接，整個結構非常靈活，任一部件損壞只需更換相應部件即可;通過更換不同形狀、尺寸的澆注槽，以制造不同形狀尺寸的試樣，無需復雜的切割工藝，非常靈活方便。另一方面，上板與成型板的間距也可調節，一方面滿足澆注的高度要求，也能滿足試樣中單纖維一端外露的預留長度要求。
[0022](5)將底板的尺寸設計得較成型板和上板更大，這樣，通過調節底板上的上板與成型板之間的相對位置，可使單纖維穿孔后形成不同的傾斜角度，澆注水泥后的預埋入試樣中的單纖維也形成不同的角度(即與垂直線的夾角)，有利于進行不同單纖維預埋角度時的拉拔試驗，擴大了不同的實驗條件要求。
[0023]本發明成型裝置結構簡單，靈活性好、可一次制造多個試樣，試樣的一致性好，精準性好，生產制造成本低，生產效率高。本發明方法工藝流程極為簡單、能夠同步制備多個試樣，無需切割步驟，省時省力，大大降低了生產成本和操作難度，可靠性高，可根據需要制造不同單纖維預埋角度的試樣，非常靈活可靠，無材料損失，原料利用率高。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明試樣成型裝置實施I的狀態示意圖。
[0025]圖2為本發明實施例1頂出試樣的狀態圖。
[0026]圖3為本發明試樣成型裝置實施2的狀態示意圖。
[0027]其中，1-底板、2-成型板、3-上板、4-螺栓、5-上穿孔、6_澆注槽、7_下穿孔、8_螺母、9-定位孔、I O-單纖維、11 -軟膠棍、12-試樣。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明作進一步解釋說明:
[0029]裝置實施例:參見圖1，本發明包括底板1、成型板2和上板3，可為亞克力材料或塑料制成，所述底板I上開有多個下穿孔7，成型板2上均勻開有多個澆注槽6，所述上板3上均勻開有多個上穿孔5，所述成型板2的四角經螺栓4和螺母8固定在底板I兩側的定位孔9上，底板I的下穿孔7與成型板2的澆注槽6的中心位置對應，所述成型板2的上方還設有上板3，所述上板3的四角也經螺栓4和螺母8固定，使下穿孔7、澆注槽6和上穿孔5—一對應。所述上板3與成型板2之間具有垂直的間隙，一方面留有足夠的空間便于澆注操作，另一方面也能根據需要合理調整單纖維10上端露出的長度，所述上穿孔和下穿孔的孔徑為0.5mm至2mm，可根據單纖維10的徑長合理選擇，略大于所述徑長即可，所述澆注槽6的形狀不作特別限定可以為方形、圓形或其它形狀，以滿足試驗需要為好;所述澆注槽的厚度優選1_7_，可根據試樣要求的厚度合理設計。
[0030]作為優選，將底板I的尺寸設計的大于成型板2和上板3，在成型板2與底板I固接后，可通過底板I上的多個定位孔9調節上板3與成型板2的相對位置，參見圖3，使得單纖維10可以不同角度預埋入試樣中。
[0031]工藝實施例1 (見圖1)
[0032]1.將成型板2、上板3經螺栓4和螺母8固定在底板I的定位孔9上，成型板2與底板I緊密貼合，上板3位于成型板2的正上方，使上穿孔5、澆注槽6和下穿孔7—一對應;調節上板3與成型板2之間的垂直間距以便于澆注以滿足單纖維10上端露出的長度要求。
[0033]2.將單纖維10的一端穿過對應的下穿孔7、澆注槽6和上穿孔5，兩端用粘膠分別固定在底板I和上板3上，此時上、下穿孔5、7中間的單纖維10為垂直狀態;重復上述步驟，將多根單纖維分別對應穿入其它對應的下穿孔7、澆注槽6和上穿孔5中，兩端分別用粘膠固定；
[0034]3.在下穿孔7中填涂凡士林，將配好的水泥砂漿注入澆注槽6中，輕微振蕩抹平，此時若單纖維10有松動，可再次將單纖維10拉直固定；
[0035]4.待澆注槽6中水泥砂漿硬化成型后將成型板2拆下，用軟膠棍將澆注槽6內成型的試樣由下向上頂出即得單根纖維拉拔試驗用試樣。
[0036]由上述方法得到的試樣均一性好，無需切割步驟，試樣完整性好、無開裂，試樣的上端面留有充足長度的單纖維端頭，可方便的進行拉拔試驗。當需要制造不同尺寸和厚度的試樣時，只需更換具有相應尺寸和厚度的澆注槽6的成型板2即可，非常靈活方便。
[0037]實施例2(參見圖3)
[0038]為使單纖維10埋入部分與垂直線之間有一定的夾角(如60°)，調節底板I上成型板2與上板3之間的相對位置關系，如使上板3向成型板2的一側水平移動后再用螺栓4和螺母8固定在底板I的定位孔9上，這樣上板3相較于成型板2發生了位置變化，位于成型板2的斜上方，再按照步驟I的方法將單纖維10依次穿過下穿孔7、澆注槽6和上穿孔5，穿好后的狀態見圖3。其余步驟同實施例1，拆模后可以得到單根纖維拉拔試驗用試樣，該試樣中單纖維埋入試樣的部分與垂直線之間具有夾角。通過調節上板3和成型板2之間不同的位置關系，可以獲得不同的夾角，以滿足不同的實驗需要。
【主權項】
1.一種單根纖維拉拔試驗用試樣成型裝置，包括底板，其特征在于，所述底板上均勻開有多個下穿孔，所述底板上設有成型板，所述成型板上均勻開有多個澆注槽，所述成型板的上方設有上板，所述上板與成型板之間具有便于澆注的間隙，所述上板均勻開有多個上穿孔，所述上穿孔、澆注槽和下穿孔對應。2.如權利要求1所述的單根纖維拉拔試驗用試樣成型裝置，其特征在于，所述成型板和上板的大小相同，但成型板的長寬尺寸小于底板。3.如權利要求1或2所述的單根纖維拉拔試驗用試樣成型裝置，其特征在于，所述底板與成型板、底板與上板之間均通過螺栓和螺母連接。4.如權利要求3所述的單根纖維拉拔試驗用試樣成型裝置，其特征在于，所述底板上的多個小孔兩側對應設有多個供螺栓插裝用的定位孔。5.如權利要求1所述的單根纖維拉拔試驗用試樣成型裝置，其特征在于，所述上穿孔和下穿孔的孔徑為0.5mm至2mm。6.如權利要求1所述的單根纖維拉拔試驗用試樣成型裝置，其特征在于，所述澆注槽的厚度為l-7mm。7.—種采用上述試樣成型裝置制備單根纖維拉拔試驗用試樣的工藝，其特征在于，包括以下步驟: (1)在底板上依次設置成型板和上板，使底板的下穿孔、成型板上的澆注槽和上板上的上穿孔對應，并使成型板和上板間保持便于澆注的間距； (2)將單纖維的一端穿過對應的下穿孔、澆注槽和上穿孔，兩端分別固定在底板和上板上;重復上述步驟，將多根單纖維分別對應穿入其它對應的下穿孔、澆注槽和上穿孔中并固定； (3)向澆注槽中澆注水泥砂漿，待其硬化成型后，拆下底板和上板，將澆注槽中成型的試樣頂出即得。8.如權利要求7所述的制備單根纖維拉拔試驗用試樣的工藝，其特征在于，所述底板與成型板、底板與上板之間均通過螺栓和螺母連接。9.如權利要求7所述的制備單根纖維拉拔試驗用試樣的工藝，其特征在于，在步驟(3)中，澆注前向下穿孔內注入潤滑劑。10.如權利要求7-9任一項所述的制備單根纖維拉拔試驗用試樣的工藝，其特征在于，通過調節上板與成型板之間的相對位置關系，調整固定在上穿孔和下穿孔之間的單纖維與垂直線之間的角度，從而改變單纖維拉拔時纖維從水泥試樣中拔出的角度。
【文檔編號】G01N1/28GK105890949SQ201610223182
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月12日
【發明人】張運華, 姚麗萍, 袁頌東, 閔捷, 丁峰, 肖帥冉
【申請人】湖北工業大學