[实用新型]3D打印混凝土构件的层间拉伸和剪切强度测试装置

说明书

本实用新型公开了一种3D打印混凝土构件的层间拉伸和剪切强度测试装置，包括：压头、固定杆以及支架；所述压头与万能材料试验机的压头接触；所述支架由左右两部分组成，左右两部分对称且相同；所述支架的上表面设置有沟槽；所述支架的内表面上设置有滚珠；将试件放于所述支架之间，通过所述固定杆将所述试件固定。本实用新型提供的一种3D打印混凝土构件的层间拉伸和剪切强度测试装置，支架上与试件直接接触的部分设有沟槽，该沟槽并不是为了增加摩擦力，而是为了测试时的力都集中在两个试件的交叉部位，减少测试误差，使测试结果更准确；支架上还设有滚珠，防止在测试过程中试件被卡住，影响测试结果。

技术领域

本实用新型涉及混凝土结构测试技术领域，具体地说，特别涉及一种3D打印混凝土构件的层间拉伸和剪切强度测试装置。

背景技术

目前水泥基材料3D打印主要以挤出堆积式为主，通过程序控制挤出头，逐层堆积成型。不同于传统的水泥基材料浇筑工艺，3D打印技术包含分层堆积会使层与层之间出现界面。而粘结界面为整体结构的薄弱处，在试件受力破坏时，破坏多先发生于层间界面而不是打印材料基体，因此有必要对3D打印水泥基材料的层间结合强度进行评价。

现有的拉拔法(BS EN 14488–4:2005+A1:2008)测试3D打印混凝土构件时是将试件两端粘接有拉头，通用万能材料试验机进行拉伸，测试其界面断裂时的荷载值得到界面拉伸强度，但是该方法难以保证载荷方向与界面完全垂直，拉伸偏心会影响粘结强度测试的准确性。此外，拉拔法需要将试件及夹具通过粘结剂相粘合，当待测界面粘结强度较高时，容易在粘结剂处发生脱粘，导致试验失败，此类方法的失败率甚至可达到97.63％。

由于直接拉拔法成功率低，结果离散性大，现有技术采用劈裂抗拉试验(ASTMC496)间接评价3D打印混凝土构件的层间结合强度。由于是替代方案，因此劈拉试验并没有直接测得3D打印水泥基材料的层间轴向拉伸强度，而且对于3D打印混凝土构件这种取向和界面分层明显的结构，采用劈裂抗拉试验间接表征层间拉伸强度的效果也有待商榷。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种可以直接测试3D打印混凝土构件层间轴向拉伸强度和层间剪切强度的一体化测试装置，以解决现有3D打印混凝土构件难以测试层间拉伸强度、层间剪切强度，以及测试结果不准确的现状。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种3D打印混凝土构件的层间拉伸和剪切强度测试装置，包括：压头、固定杆以及支架；所述压头与万能材料试验机的压头接触；

所述支架由左右两部分组成，左右两部分对称且相同；所述支架的上表面设置有沟槽，所述沟槽靠近内表面滚珠一侧的第一个凸起高于其他凸起1-5mm；所述支架的内表面上设置有滚珠；将试件放于所述支架之间，通过所述固定杆将所述试件固定。

进一步的，所述固定杆包括压板和压板旋紧螺母；

将所述试件放于所述支架之间，用所述固定杆将试件固定，其中所述压板与所述试件接触，通过所述压板旋紧螺母使所述试件固定在支架带有沟槽的平面上。

进一步的，所述固定杆还连接有轨道，所述固定杆可在所述轨道上滑动。

进一步的，所述试件采用十字交叉试件，所述十字交叉试件在一个平面内可以是单层的，也可以是多层的。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实用新型提供的一种3D打印混凝土构件的层间拉伸和剪切强度测试装置，通过支架上与试件直接接触的部分设有沟槽和凸起，该沟槽和凸起并不是为了增加摩擦力，而是为了测试时的力都集中在两个试件的交叉部位，减少测试误差，使测试结果更准确；支架上还设有滚珠，防止在测试过程中试件被卡住，影响测试结果。设有固定杆，可以防止在剪切强度测试时试件侧翻，大大提高测试的稳定性。

附图说明