[发明专利]混凝土轴向拉伸试件模具以及采用该模具的杆件预埋方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种试验模具，尤其涉及一种用于混凝土单轴拉伸试验的哑铃型模具以及一种杆件的预埋方法。

背景技术

轴拉试验是最基本的试验方法,能够直接准确地测得混凝土的轴拉强度,也是获得单轴受拉应力-应变关系曲线唯一可行的方法。在研究各种混凝土抗拉性能参数和各种材料构件断裂性能及机理的试验中，轴拉试验具有重要的理论和实际意义。近年来，机械荷载与环境因素复合作用下，混凝土结构的耐久性研究得到了越来越多的重视，单轴拉、压应力作用下混凝土结构的耐久性研究可以直接地反应应力水平对结构寿命的影响。

然而，由于轴拉试验对加载装置要求较高、轴拉应力在试验中难以实现和控制，迄今尚没有较为理想的试验方法，混凝土的单轴抗拉强度一般通过间接拉伸试验或通过与抗压强度的经验公式换算而得，而现有复合因素作用下的耐久性研究也多以弯曲受拉代替轴向受拉。但是有些研究者认为，混凝土直接抗拉强度、劈裂抗拉强度与抗压强度间并不存在直接的关系，只有对试件直接施加轴向荷载测得的抗拉强度值才是混凝土的真正抗拉强度，而由于弯曲受拉存在的应力梯度，其对混凝土耐久性的影响也不同于单纯的轴向受拉。

混凝土轴拉试验中,能否达到满意的“轴拉”效果是试验成败的关键。试验中，除了采取有效的保证措施加以改善之外，试件的形状、尺寸、试验机之间的夹持方式以及制作的精度，对轴拉试验的难易和成败起关键的作用。

经检索，目前用于轴拉试验的试件，大致可分为以下几类：（1）粘贴式试件；（2）外夹式试件；（3）预留孔式试件；（4）预埋件式试件。其中，预埋件式试件在轴拉试验中应用较多。预埋拉杆类是一种标准的轴拉试验构件,试验拉力通过预埋在试件两端的钢拉杆传递到混凝土试件中。预埋拉杆数量一般采用一根,但为了保证拉杆与混凝土间具有足够的粘结力，也可预埋对称的多根拉杆。

拉杆的预埋位置和垂直度在很大程度上决定了直接轴拉试验的精度，而解决这一问题的方法和关键就在于制作试件的模具上。当前，用于制作预埋件式混凝土轴拉试件的模具种类很少，轴拉效果较差；特别是预埋杆件的定位预埋程序复杂，垂直度难以保证。

发明内容

本发明的技术效果能够克服上述缺陷，提供一种混凝土轴向拉伸试件模具，其预埋杆件垂直效果良好、预埋工艺简单，且能直接生产出哑铃型拉伸试件。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：其包括一个底板，底板相对的两侧分别固定连接侧板，底板相对的另外两侧设有端部板，底板、侧板和端部板组合成顶端开口内部中空的盒体，两侧板相对的一侧分别在中间凸起形成凸台，每个侧板的两侧分别设有凸出于端部板平面的插孔，两侧板正对的插孔之间连接水平杆，水平杆的中间设有通孔Ⅰ，垂直杆穿过通孔后插接在底板上设置的固定孔内，端部板通过水平杆、垂直杆限位，每个端部板上分别设有通孔Ⅱ，通孔Ⅱ内插接预埋件。

本发明的水平杆、垂直杆以及限位装置可以快速、精确保证模具组装精度，保证了预埋件的位置和垂直度。本模具制作的试件呈哑铃型，试件采用弧线过度的端部扩大型（哑铃型），一方面，可降低试件两端部的应力水平，保证断裂发生在均匀应力段（中间等截面段）。水平哑铃型（仅水平面一个方向扩大）与双向扩大的哑铃型相比，试件规整，制作相对简单，试件采用水平方向浇筑，便于浇筑和振捣，质量易于保证。

可在其他部分不变的情况下，通过改变侧板内突部分（凸台）的长度，从而改变试件中部等厚部分的长度，以适应不同试验对试件尺寸的要求。

凸台的中间为平面，两侧为弧形，平面与弧形之间圆滑过渡，应力变化均匀，避免过渡段应力集中而破坏。

每个端部板上分别设有四个通孔Ⅱ，两端部板上对应的通孔Ⅱ正对设置，每个端部板上的四个通孔Ⅱ位于同一个矩形的四个顶点上。也就是说，同一个端部板上设置的四个通孔Ⅱ相对于模具内的试件横向中轴和纵向中轴呈轴对称，两端部板相对的通孔Ⅱ正对设置（即位于同一水平线上），保证模具生产出试件中的预埋件的精确位置，扩大的端部为四根螺纹杆件的预埋提供了足够的空间，保证其最小间距满足混凝土浇注的需要。

预埋件包括螺杆，螺杆贯穿通孔Ⅱ后通过设置在端部板左右两侧的螺母Ⅱ限位。

螺杆上设有垫片，垫片的左右两侧通过螺母Ⅰ限位，垫片的直径大于螺母Ⅰ的直径，目的在于轴拉试验过程中，给预埋杆件提供足够的粘结力，保证杆件在混凝土中埋设牢固，不至于拔出。

凸台内设有开口朝下的盲孔，减轻了侧板自重。

底板上设有凹槽，端部板的下端插在凹槽内。

侧板的左右两侧设有凹陷的卡台，端部板卡在卡台内，侧板的边缘与端部板的外平面相平。