一种施工现场用材料弯曲试验装置的制作方法

1.本实用新型属于弯曲试验设备技术领域，具体涉及一种施工现场用材料弯曲试验装置。


背景技术：

2.高延性复合材料在拉伸和剪切荷载下呈现出高强度、高延性、高耗能能力等优点，其中优异的弯曲抗裂性能可避免建筑物在自然灾害等恶劣环境下发生弯曲断裂，因此被广泛应用于建筑维修加固中。
3.高延性复合材料的弯曲性能是一项重要力学性能指标。目前，高延性复合材料弯曲性能常用的测试方法是四点弯曲法，涉及的标准有《高韧性混凝土加固砌体结构技术规程》t/cecs 97-2022、《玻璃纤维增强水泥性能试验方法》gb/t 15231-2008。两个标准的测试样品尺寸不同，t/cecs 97-2022的样品尺寸为160mm
×
40mm
×
40mm(长
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宽
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厚)；gb/t 15231-2008采用的是宽度45mm-50mm，长度不小于厚度的16倍，厚度不超过15mm的样品。这两种测试方法均需要将高延性复合材料制备成对应标准试样，然后在标准养护条件下养护至相应龄期，在高精度的万能试验机上按照测试标准测试材料的弯曲性能。
4.高延性复合材料在弯曲性能测试方面对试样尺寸、养护条件和测试设备等有严格的要求，受有资质的检测机构的约束，不能及时测试材料的弯曲性能，对于关键线路上的工作，会影响下一步的工序，进而对工程进度造成一定影响。另一方面，高延性复合材料在实际加固施工时，在既有结构表面压抹，压抹厚度在15mm～30mm之间，压抹后的高延性复合材料弯曲性能无法及时准确测试，对其产品质量是否达标的评判造成不便。因此，需要一种施工现场用的材料弯曲试验机快速测试高延性复合材料的弯曲性能。


技术实现要素：

5.针对以上技术需求，本实用新型提出了一种施工现场用材料弯曲试验装置，采用已压抹上墙的高延性复合材料进行测试，无需另外制备试样，节约成本的同时提高了工作效率，测试结果精确，可以满足工程的需要，解决现场无法测试压抹后的高延性复合材料弯曲性能的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案予以实现：
7.一种施工现场用材料弯曲试验装置，包括下横梁、上横梁、移动横梁、立柱、丝杠机构、上夹具和下夹具；所述立柱底部连接在下横梁上，顶部与上横梁连接，所述移动横梁位于上横梁和下横梁之间，且移动横梁能够沿立柱轴向移动；所述丝杠机构中的丝杠的两端分别连接在所述下横梁和上横梁上，且丝杠与立柱平行，通过丝杠转动带动移动横梁沿着立柱轴向来回移动；所述上夹具连接在移动横梁底部，所述上夹具上设置有竖向压板；所述下夹具设置在下横梁上部，所述下夹具上设置有两个平行的竖向支撑板。
8.优选的，所述丝杠机构包括驱动电机总成、同步带、同步带涨紧总成和两个丝杠，两个丝杠底部分别与同步带的带轮连接，同步带涨紧总成用于调节同步带的松紧度和张
力，所述驱动电机总成用于驱动带轮转动。
9.进一步的，所述丝杠外部套设有防尘套，所述防尘套具有伸缩性。
10.进一步的，所述下横梁底部设置有方管架，所述驱动电机总成、同步带、同步带涨紧总成均设置在方管架内，所述方管架底部设置有万向轮。
11.进一步的，所述上横梁上设置有接近开关，用于控制移动横梁的位移上线。
12.优选的，所述上夹具包括底座一和两个相互平行的竖向压板，所述竖向压板与底座一通过燕尾槽结构连接，所述底座一侧部设置有测量标尺一，所述底座一连接在上横梁底部。
13.优选的，所述下夹具包括底座二和两个相互平行的竖向支撑板，所述竖向支撑板与底座二通过燕尾槽结构连接，所述底座二侧部设置有测量标尺二，所述底座二设置在下横梁上。
14.优选的，所述立柱设置在上横梁、下横梁的四个角处，所述丝杠设置在两个立柱之间。
15.进一步的，该试验装置还包括不锈钢管，所述不锈钢管与所述立柱平行，所述上横梁、移动横梁、下横梁均与不锈钢管连接，且移动横梁能够沿不锈钢管轴向移动。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.采用本实用新型的试验装置进行弯曲性能测试时，无需制备标准尺寸的试块，一般可在加固后的施工墙面进行切割取样，再采用同种型号的高延性混凝土对墙面进行修补，无需另外制备试样，节约成本的同时提高了工作效率，测试结果精确，可以满足工程的需要，解决现场无法测试压抹后的高延性复合材料弯曲性能的问题。
18.以下将结合具体实施方式对本实用新型的其他优点进行补充说明。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例记载的试验装置整体结构示意图。
20.图2是本实用新型实施例记载的试验装置的主视图。
21.图中各标号的含义：
22.1-下横梁，2-上横梁，3-移动横梁，4-立柱，5-丝杠机构，6-防尘套，7-上夹具，8-下夹具，9-方管架，10-万向轮，11-接近开关，12-不锈钢管，13-轴承，14-待测试板；
23.(5-1)-驱动电机总成，(5-2)-同步带，(5-3)同步带涨紧总成，(5-4)-丝杠；
24.(7-1)-底座一，(7-2)-竖向压板，(7-3)-测量标尺一；
25.(8-1)-底座二，(8-2)-竖向支撑板，(8-3)-测量标尺二。
具体实施方式
26.以下详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不局限于以下特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内进行修改或者等同变换，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
27.在实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，其中的“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接或成一体；可以是直接连接，也可以是间接连接等等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在
本技术方案中的具体含义。在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、底、顶”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指以相应附图的轮廓为基准定义的。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
29.本实用新型的具体实施例公开了一种施工现场用材料弯曲试验装置，如图1和图2所示，包括下横梁1、上横梁2、移动横梁3、立柱4、丝杠机构5、上夹具7和下夹具8。
30.下横梁1和移动横梁3均为实心板件，上横梁2为中空结构的板件。下横梁1、上横梁2和移动横梁3的四个角处均设置有用于与立柱4、丝杠5-4、不锈钢管12连接的孔。
31.立柱4底部连接在下横梁1上，顶部与上横梁2连接，具体的，使用4个组合式盖型螺母对上横梁2与四个个立柱4进行连接，移动横梁3位于上横梁2和下横梁1之间，且移动横梁3能够沿立柱4的轴向来回移动。立柱4主要有四根，位于下横梁1的四个角处，主要对防尘罩6及防尘罩6内丝杠5-4及移动横梁3上下移动的约束及导向作用，防止移动横梁3在移动时发生方向的偏转改变试件的受力点，从而提高了测试的准确性。
32.丝杠机构5用于带动移动横梁3沿立柱4轴向移动，移动横梁3对待测试板施加向下作用力进而对测试件的抗弯性能进行测试，提高了移动横梁3的移动准确性和平稳性。丝杠机构5包括驱动电机总成5-1、同步带5-2、同步带涨紧总成5-3和两个丝杠5-4，两个丝杠5-4底部分别与同步带5-2的带轮连接，同步带涨紧总成5-3用于调节同步带5-2的松紧度和张力。驱动电机总成5-1用于驱动带轮转动。同步带5-2是由一条内周表面设有等间距齿的环形皮带和具有相应齿的带轮所组成，运行时，带齿与带轮的齿槽相啮合传递运动和动力。同步带涨紧总成5-3主要由涨紧轮组成，主要作用为调节同步带的松紧度，同时可以自动调节同步带的张力，防止同步带打滑，使得同步带运行更加平稳，也具有降低噪音作用。
33.丝杠机构5中的丝杠5-4的两端分别连接在下横梁1和上横梁2上，且丝杠5-4与立柱4平行，通过丝杠5-4转动带动移动横梁3沿着立柱4轴向来回移动。丝杠5-4与上横梁2之间设置有轴承13，下横梁1上设置有丝杠5-4穿过的孔。
34.作为本实施例的优选方案，下横梁1底部设置有方管架9，方管架9由四个钢制盖板组成，驱动电机总成5-1、同步带5-2、同步带涨紧总成5-3均设置在方管架9内，方管架9对试验机控制器及电机进行保护。
35.作为本实施例的优选方案，方管架10底部设置有万向轮10，可便于设备在施工现场进行移动固定。
36.作为本实施例的优选方案，在丝杠5-4外部套设防尘套6，防尘套6具有折叠伸缩性。一个丝杠5-4上套设有两段防尘罩6，一段位于上横梁2与移动横梁3之间，一段位于下横梁1与移动横梁3之间，这样，移动横梁3在防尘罩的中间位置，移动横梁3移动的时候可以使得防尘罩6压缩或伸长。
37.作为本实施例的优选方案，上横梁2上设置有接近开关11，用于控制移动横梁3的位移上限。当移动横梁3向上移动到上横梁2附近时接近开关11通过电信号传输到控制器使
得移动横梁3停止移动，实现移动横梁3的自动控制。
38.本实施例的上夹具7包括底座一7-1和两个相互平行的竖向压板7-2，竖向压板7-2与底座一7-1通过燕尾槽结构连接，两个竖向压板7-2可根据试验方案进行跨度调节，底座一7-1侧部设置有测量标尺一7-3，方便测量两竖向板7-2之间的距离，底座一7-1连接在上横梁2底部。
39.下夹具8包括底座二8-1和两个相互平行的竖向支撑板8-2，竖向支撑板8-2与底座二8-1通过燕尾槽结构连接，使得两个竖向支撑板8-2可根据试验方法进行跨度的调节。底座二8-1侧部设置有测量标尺二8-3，底座二8-1设置在下横梁1上。
40.测试时，将待测试板放置在两个竖向支撑板8-1上，使移动横梁3向下移动，竖向压板7-2挤压在待测试板中部位置，进行抗弯测试。
41.作为本实施例的优选方案，还设置有一个不锈钢管12，不锈钢管13与立柱平行，不锈钢管13依次与上横梁2、移动横梁3、下横梁1连接，其中移动横梁3能够沿不锈钢管12轴向移动，既起到移动横梁3的导向作用又起到支撑作用。
42.本实用新型装置由主体结构和加压系统组成，主体结构和加压系统之间相互配合，装置结构合理；采用上横梁2、下横梁1作为反力支座，四根立柱4作为四根反力柱，维修起来比较方便，且大部分构件可以在市场上进行采购，更换方便。
43.本实用新型中，丝杠机构5为主要的测试施力机构，为了实现精准自动空中，施力机构由控制器进行控制，控制器设置在方管架9内，控制器根据反馈的信号控制电机的转动，进而可控制移动横梁进行上下移动进行试件的抗弯性能测试。通过设置位移参数与力值参数进行加载，实验数据会进行自动采集、生成并保存数据文件，可通过usb接口进行数据的拷贝。
44.本实用新型装置的驱动过程可采用单独控制或集中控制。单独控制是通过显示屏，可随时携带，方便去工地现场使用；集中控制可与电脑连接。其中通过在该装置的控制程序中输入试验结束的判断条件即可通过控制器进行整个试验调控与判断。设备采集数据频率高，数据可自动生成数据文件，数据准确，且可用usb接口进行数据拷贝，整个试验过程安全方便快捷。
45.一种施工现场用简易材料弯曲试验机的测试方法，主要包括如下步骤：
46.步骤1：将试验装置通过四个万向轮10移动到施工现场，并通过万向轮10带有的制动装置进行固定，固定好后即可开始试验；
47.步骤2：对上夹具7及下夹具8按照试验要求进行跨度的调节，使用测试装置进行测试，满足要求后，在下夹具8上方按照要求放置待测试板14即可；其中待测试板14是对加工好的墙面切割取样获得，取样后采用同种型号的hdc对墙面进行修补。
48.本实施例的待测试板14为550mm
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125mm
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(15～30)mm的薄板，该厚度也可根据高延性混凝土在实际施工中的厚度决定。
49.步骤3：开启电源，设置试验参数后即可进行加载，其中加载速率及试验停止条件通过将程序写入控制器来进行控制；
50.步骤4：试验结束后，读取破坏荷载的数值，可计算出试件的抗弯强度及相关性能指标，再根据材料相关指标要求核对，判断是否合格。

技术特征：
1.一种施工现场用材料弯曲试验装置，其特征在于，包括下横梁(1)、上横梁(2)、移动横梁(3)、立柱(4)、丝杠机构(5)、上夹具(7)和下夹具(8)；所述立柱(4)底部连接在下横梁(1)上，顶部与上横梁(2)连接，所述移动横梁(3)位于上横梁(2)和下横梁(1)之间，且移动横梁(3)能够沿立柱(4)轴向移动；所述丝杠机构(5)中的丝杠(5-4)的两端分别连接在所述下横梁(1)和上横梁(2)上，且丝杠(5-4)与立柱(4)平行，通过丝杠(5-4)转动带动移动横梁(3)沿着立柱(4)轴向来回移动；所述上夹具(7)连接在移动横梁(3)底部，所述上夹具(7)上设置有竖向压板(7-2)；所述下夹具(8)设置在下横梁(1)上部，所述下夹具(8)上设置有两个平行的竖向支撑板(8-2)。2.如权利要求1所述的施工现场用材料弯曲试验装置，其特征在于，所述丝杠机构(5)包括驱动电机总成(5-1)、同步带(5-2)、同步带涨紧总成(5-3)和两个丝杠(5-4)，两个丝杠(5-4)底部分别与同步带(5-2)的带轮连接，同步带涨紧总成(5-3)用于调节同步带(5-2)的松紧度和张力，所述驱动电机总成(5-1)用于驱动带轮转动。3.如权利要求1或2所述的施工现场用材料弯曲试验装置，其特征在于，所述丝杠(5-4)外部套设有防尘套(6)，所述防尘套(6)具有伸缩性。4.如权利要求2所述的施工现场用材料弯曲试验装置，其特征在于，所述下横梁底部设置有方管架(9)，所述驱动电机总成(5-1)、同步带(5-2)、同步带涨紧总成(5-3)均设置在方管架(9)内，所述方管架(9)底部设置有万向轮(10)。5.如权利要求1所述的施工现场用材料弯曲试验装置，其特征在于，所述上横梁(2)上设置有接近开关(11)，用于控制移动横梁(3)的位移上线。6.如权利要求1所述的施工现场用材料弯曲试验装置，其特征在于，所述上夹具(7)包括底座一(7-1)和两个相互平行的竖向压板(7-2)，所述竖向压板(7-2)与底座一(7-1)通过燕尾槽结构连接，所述底座一(7-1)侧部设置有测量标尺一(7-3)，所述底座一(7-1)连接在上横梁(2)底部。7.如权利要求1所述的施工现场用材料弯曲试验装置，其特征在于，所述下夹具(8)包括底座二(8-1)和两个相互平行的竖向支撑板(8-2)，所述竖向支撑板(8-2)与底座二(8-1)通过燕尾槽结构连接，所述底座二(8-1)侧部设置有测量标尺二(8-3)，所述底座二(8-1)设置在下横梁(1)上。8.如权利要求1所述的施工现场用材料弯曲试验装置，其特征在于，所述立柱(4)设置在上横梁(2)、下横梁(1)的四个角处，所述丝杠(5-4)设置在两个立柱(4)之间。9.如权利要求1所述的施工现场用材料弯曲试验装置，其特征在于，还包括不锈钢管(12)，所述不锈钢管(12)与所述立柱平行，所述上横梁(2)、移动横梁(3)、下横梁(1)均与不锈钢管(12)连接，且移动横梁(3)能够沿不锈钢管(12)轴向移动。

技术总结
本实用新型公开了一种施工现场用材料弯曲试验装置，包括下横梁、上横梁、移动横梁、立柱、丝杠机构、上夹具和下夹具；立柱底部连接在下横梁上，顶部与上横梁连接，移动横梁位于上横梁和下横梁之间，且移动横梁能够沿立柱轴向移动；丝杠机构中的丝杠的两端分别连接在下横梁和上横梁上，通过丝杠转动带动移动横梁沿着立柱轴向来回移动。采用本实用新型的试验装置进行弯曲性能测试时，无需制备标准尺寸的试块，一般可在加固后的施工墙面进行切割取样，再采用同种型号的高延性混凝土对墙面进行修补，无需另外制备试样，节约成本的同时提高了工作效率，测试结果精确，可以满足工程的需要，解决现场无法测试压抹后的高延性复合材料弯曲性能的问题。曲性能的问题。曲性能的问题。


技术研发人员：朱博 田婷 邓明科 刘明 冯绍航
受保护的技术使用者：西安五和新材料科技集团股份有限公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/7/20