混凝土芯樣單剪裝置的製作方法

2023-05-21 14:19:06

專利名稱：混凝土芯樣單剪裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及混凝土強度檢測技術領域，特別是一種剪切混凝土芯樣用的剪切裝置。
背景技術：
目前常用的混凝土強度檢測技術和方法有無損檢測和破損檢測兩種。所述無損檢測分為回彈法、綜合法、超聲法等，它是利用混凝土表面硬度、碳化深度和聲學參數換算混凝土強度，無損檢測操作方便，但檢測結果誤差較大。所述破損檢測又分為鑽芯法、後裝拔出法、貫入法等，它是利用規定的試件力學參數換算混凝土強度，破損檢測結果精度較高，但是混凝土破損大，而且存在エ序多、操作不便等缺點，如常用的鑽芯法，其芯樣試件鑽取、 切割和兩端面平行度、端面與軸線垂直度處理及試件製作エ序、操作過程等都較為繁瑣。為克服上述問題，現提出ー種混凝土芯樣單剪剪切法，它是ー種新的檢測混凝土抗壓強度的方法，該方法是採用鑽芯機在混凝土結構面上鑽取混凝土芯樣，然後將混凝土芯樣剪切成兩段，並測量剪斷瞬間的剪切カ峰值(該方法的原理是對混凝土芯樣徑向施加垂直於承壓面的剪切力，使受剪芯樣沿徑向垂直於軸向剪切破壞，並根據剪應カ來推定混凝土強度)。在該方法中，需要將剪切成兩段並測量剪斷瞬間的剪切カ峰值，但如何將芯樣剪切成兩段，以及如何測量剪斷瞬間的剪切カ峰值，是ー個急需解決的問題。

發明內容
本發明的目的是提供ー種可以將混凝土芯樣剪切成兩段、同時可以測量出剪斷瞬間的剪切力峰值的混凝土芯樣單剪裝置。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案ー種混凝土芯樣單剪裝置，其特徵在於包括提升杆、加カ機構、壓カ傳感器、支撐座、齒條提升塊和剪切機構。所述提升杆由上至下插在支撐座的支撐檯面上，所述加カ機構和壓力傳感器由上至下依次套在支撐檯面上方的提升杆上，並且加力機構還與提升杆螺紋連接，所述齒條提升塊軸向固定連接在支撐臺面下方的提升杆上，並且齒條提升塊與支撐座之間設有齒條提升塊導向機構，所述剪切機構設置在齒條提升塊的旁邊，包括有固定支撐盤、旋轉盤和卡爪。所述固定支撐盤為圓環形狀並且螺紋連接在支撐座的支撐盤固定架上，固定支撐盤的兩側側面各開有ー個滑動槽，並且兩個滑動槽以固定支撐盤的圓心為對稱點對稱分布。所述旋轉盤為圓環形狀並且套在固定支撐盤上，同時旋轉盤還與齒條提升塊嚙合，旋轉盤的兩側側面各開有ー個變徑槽，變徑槽的槽底又開有導向長孔，兩個變徑槽以旋轉盤的圓心為對稱點對稱分布。所述卡爪有兩個，每個卡爪均包括卡爪柄和弧形夾頭，並且卡爪柄上設有圓柱頭，弧形夾頭上設有弧形夾齒，所述卡爪的弧形夾頭位於固定支撐盤的環內空間中，卡爪的卡爪柄穿過固定支撐盤上的滑動槽、與旋轉盤上的變徑槽的槽側壁緊貼配合，卡爪柄上的圓柱頭位於變徑槽槽底的導向長孔中並且與導向長孔的孔側壁緊貼配合。所述齒條提升塊導向機構可以是與提升杆相對平行的導向杆，所述齒條提升塊上設有導向孔並且齒條提升塊通過導向孔與導向杆配合。所述壓カ傳感器與加力機構之間的提升杆上可套有軸承軸承座。所述支撐盤固定架可為圓環形狀。所述加カ機構可以是帶有扭カ手柄的扭カ手柄座。所述扭カ手柄座的外側壁上可設有ー圈凹槽，所述支撐座上固定連接有一反力支架，該反カ支架的上端有一翻邊，該翻邊的厚度小於凹槽的寬度，並且該翻邊位於扭カ手柄座的凹槽中。
所述支撐座的底部可設有支腿。所述支腿可由螺母和調整螺栓組成，其中螺母焊接連接在支撐座的底部，調整螺栓由下向上螺紋連接在螺母上。與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果本發明是一種檢測混凝土抗壓強度用的裝置，它可以將混凝土芯樣(從被測混凝土上分離下來的混凝土芯樣)剪切成兩段(對混凝土芯樣的徑向施加垂直於承壓面的剪切力，使受剪的混凝土芯樣沿徑向垂直於軸向出現剪切破壞)，並同時測量出剪切時的剪切カ峰值。本發明利用卡爪將混凝土芯樣剪斷的同時，還可以測出剪切カ峰值(通過壓カ傳感器)，適用於C10-C80的結構工程混凝土強度的檢測，具有操作簡單方便、準確快捷、成本低、適用性強的優點。本發明使用時不受被測混凝土的表面形狀(比如凸面、凹面、曲面、麻面等)的限制，也不受被測混凝土尺寸截面大小的限制，僅受成孔エ藝限制。也就是說，本發明對被測混凝土的形狀沒有特別限制，測試部位也不受限制，被測混凝土不需任何加工處理(現場測試位置的表面無需處理，鑽成的混凝土芯樣也不需處理)。本發明的檢測齡期範圍廣，凡能鑽製成型的剪切試件都適用，適用混凝土齡期可至14天，可為預應力混凝土的張拉和放張以及混凝土早齡期的施工提供技術數據。本發明對被測混凝土的損傷很小，被測混凝土上的鑽孔深度僅為毫米級別(25mm 30mm)，所以適合檢測鋼筋配置密集的混凝土，屬於混凝土無損檢測新型技木。本發明應用在混凝土芯樣單剪剪切法中，採用了本發明的混凝土芯樣單剪剪切法是ー種檢測被測混凝土的內部強度的方法，這種方法的測試精度比傳統方法更高，檢測更方便快捷。採用了本發明的混凝土芯樣單剪剪切法可檢測出被測混凝土的抗壓強度，與目前已有的其他混凝土強度檢測方法有實質性的不同，具有很好的推廣應用價值，能更好的完善和豐富混凝土強度檢測技木。本發明操作方便、體積輕小，受カ明確、結構合理，是ー種可以在檢測現場進行混凝土芯樣單剪的裝置器。此外，因為本發明是單剪，所以結構輕便，易攜帯，適合任何場合的芯樣剪切試驗。本發明中的加カ機構順時針旋轉，由此帶動提升杆向上移動，提升杆又與齒條提升塊連接，齒條提升塊在齒條提升塊導向機構的約束下向上移動，由此帶動旋轉盤圍繞著固定支撐盤轉動(旋轉盤與齒條提升塊嚙合)，旋轉盤轉動的同時又通過變徑槽給卡爪徑向剪力，使卡爪對混凝土芯樣實施剪力。本發明中的卡爪的徑向剪力由旋轉盤通過變徑槽提供，這是因為旋轉盤的變徑槽給相對應的卡爪施以壓力，使兩個卡爪夾住混凝土芯樣，卡爪端部的弧形夾齒相互錯開，在弧形夾齒芯樣上產生剪力，由於兩個卡爪是成對出現，所以可將芯樣剪切成兩段。本發明剪斷混凝土芯樣後,反時針旋轉加カ機構,相應的旋轉盤也發生反向旋轉，此時的卡爪通過圓柱頭和導向長孔、在旋轉盤的帶動下向外移動，將已經剪斷的混凝土芯樣鬆開，此時將混凝土芯樣取出，完成芯樣單剪試驗工作。此外，由於是單剪，操作完成後，可以將芯樣向前移動繼續進行剪切試驗。本發明適用範圍廣，可以剪斷不同直徑、不同強度等級的混凝土芯樣，可以解決芯樣加工、製作帶來的麻煩和誤差，並且本發明可以將芯樣一段一段進行剪斷，用每段的剪切值計算混凝土抗壓強度。



下面結合附圖對本發明做進ー步詳細的說明。圖I是本發明的立體示意圖。圖2是本發明的主視示意圖。圖3是圖2的俯視示意圖。圖4是圖2的右視示意圖。圖5是圖4中A-A剖面的示意圖。圖6是支撐座的立體示意圖。圖7是旋轉盤的立體示意圖。圖8是旋轉盤的主視示意圖。圖9是固定支撐盤的立體示意圖。圖10是卡爪的立體示意圖。圖11是反カ支架的立體示意圖。圖12是齒條提升塊的立體示意圖。附圖標記1 ー扭カ手柄、2 —扭カ手柄座、2. I 一凹槽、3 —軸承、4 ー軸承座、5 —壓カ傳感器、6 —反力支架、6. I 一翻邊、7 —導向杆、8 —提升杆、9 一齒條提升塊、9. I ー導向孔、10 —固定支撐盤、10. I 一滑動槽、11 一支腿、12 —支撐座、12. I 一支撐臺面、12. 2 一支撐盤固定架、13 —卡爪、13. I ー卡爪柄、13. 2 一弧形夾頭、13. 3 ー圓柱頭、13. 4 一弧形夾齒、14 ー旋轉盤、14. I ー變徑槽、14. 2 ー導向長孔、15 —螺母、16 —調整螺栓。
具體實施例方式實施例參見圖1-5所示，這種混凝土芯樣單剪裝置，包括提升杆8、加カ機構、壓カ傳感器5、支撐座12、齒條提升塊9和剪切機構。參見圖1-6，所述提升杆8由上至下插在支撐座12的支撐臺面12. I上，所述加カ機構和壓力傳感器5由上至下依次套在支撐臺面12. I上方的提升杆8上，並且加力機構還與提升杆8螺紋連接，所述齒條提升塊9軸向固定連接在支撐臺面12. I下方的提升杆8上，所述壓カ傳感器與加力機構之間的提升杆8上還套有軸承3和軸承座4。
參見圖1-5，所述剪切機構設置在齒條提升塊9的旁邊，包括有固定支撐盤10、旋轉盤14和卡爪13。參見圖1-6、圖9，固定支撐盤10為圓環形狀並且螺紋連接在支撐座12的支撐盤固定架12. 2上，固定支撐盤10的兩側側面各開有ー個滑動槽10. 1，並且兩個滑動槽10. I以固定支撐盤的圓心為對稱點對稱分布。本實施例中，支撐盤固定架也為圓環形狀。參見圖1-5、圖7、圖8，所述旋轉盤14為圓環形狀並且套在固定支撐盤10上，同時旋轉盤14還與齒條提升塊9嚙合，旋轉盤14的兩側側面各開有ー個變徑槽14. 1，變徑槽14. I的槽底又開有導向長孔14. 2，兩個變徑槽14. I以旋轉盤的圓心為對稱點對稱分布。參見圖5、圖7-10，所述卡爪13有 兩個，每個卡爪13均包括卡爪柄13. I和弧形夾頭13. 2，並且卡爪柄13. I上設有圓柱頭13. 3(該圓柱頭是ー個固定在卡爪柄上的銷釘)，弧形夾頭13. 2上設有弧形夾齒13. 4，所述卡爪13的弧形夾頭13. 2位於固定支撐盤10的環內空間中(兩個卡爪13的弧形夾頭相互錯開，相距44mm)，卡爪13的卡爪柄13. I穿過固定支撐盤10上的滑動槽10. I、與旋轉盤14上的變徑槽14. I的槽側壁緊貼配合，卡爪柄13. I上的圓柱頭13. 3位於變徑槽槽底的導向長孔14. 2中並且與導向長孔14. 2的孔側壁緊貼配合。所述變徑槽14. I中的變徑的意思是變徑槽遠離旋轉盤圓心一側的側壁到旋轉盤圓心的距離是逐漸變小的，這樣設計的原因是，當旋轉盤轉動時，通過變徑槽的側壁到旋轉盤圓心的距離的逐漸變小,可以推動卡爪13向靠近旋轉盤圓心的方向移動,使卡爪13夾緊並剪斷混凝土芯樣。所述導向長孔14. 2中的導向的的意思是當旋轉盤迴轉時，通過導向長孔的導向，可以使卡爪13向遠離旋轉盤圓心的方向移動，使卡爪13回位並鬆開混凝土芯樣。所述齒條提升塊9與支撐座12之間設有齒條提升塊導向機構,參見圖I、圖4、圖12，本實施例中的齒條提升塊導向機構是與提升杆相對平行的導向杆7，所述齒條提升塊上設有導向孔9. I並且齒條提升塊通過導向孔9. I與導向杆7配合。在其它實施例中，也可以設計成其它的齒條提升塊導向機構，比如可以是ー個開在支撐座12上的與導向杆7相對平行的槽和ー個設在齒條提升塊上與槽相對應的滑塊，齒條提升塊可以通過滑塊沿槽滑動，此時的滑塊和槽就成了齒條提升塊導向機構。參見圖1-5、圖11，本實施例中，加力機構是為手動裝置，是帶有扭カ手柄I的扭カ手柄座2，該扭カ手柄座2的外側壁上設有ー圈凹槽2. 1，所述支撐座12上固定連接有一反力支架6，該反カ支架6的上端有ー翻邊6. 1，該翻邊6. I的厚度小於凹槽2. I的寬度，並且該翻邊6. I位於扭カ手柄座的凹槽2. I中。凹槽加反力支架的作用是控制扭カ手柄座2的上下極限位置。在其它實施例中，加力機構也可以是擰緊螺母等其它的手動機構，甚至還可以是電動的機構。參見圖1-5，所述支撐座12的底部設有支腿11。支腿11由螺母15和調整螺栓16組成，其中螺母15焊接連接在支撐座12的底部，調整螺栓16由下向上螺紋連接在螺母15上。本實施例的外形酷似ー個蝸牛。所述混凝土芯樣的直徑為38mm 49mm,長度為60mm 80mm,混凝土芯樣是從被測混凝土上分離下來的混凝土芯樣。採用本發明對混凝土芯樣進 行剪切試驗，通過剪切試驗得出的剪切強度與事先建立的測強公式來推定混凝土抗壓強度(即依據混凝土軸向抗壓強度與混凝土芯樣的徑向剪切強度值建立的相應關係來推定混凝土抗壓強度)。使用本發明時，混凝土芯樣所受到的單純的應カ僅為剪切力，混凝土芯樣的破壞面與剪切力方向一致。
權利要求
1.一種混凝土芯樣單剪裝置，其特徵在於包括提升杆(8)、加力機構、壓力傳感器(5)、支撐座(12)、齒條提升塊(9)和剪切機構； 所述提升杆(8)由上至下插在支撐座(12)的支撐臺面(12. I)上，所述加力機構和壓力傳感器(5)由上至下依次套在支撐臺面(12. I)上方的提升杆(8)上，並且加力機構還與提升杆(8)螺紋連接，所述齒條提升塊(9)軸向固定連接在支撐臺面(12. I)下方的提升杆(8)上，並且齒條提升塊(9)與支撐座(12)之間設有齒條提升塊導向機構，所述剪切機構設置在齒條提升塊(9)的旁邊，包括有固定支撐盤(10)、旋轉盤(14)和卡爪(13)； 所述固定支撐盤(10)為圓環形狀並且螺紋連接在支撐座(12)的支撐盤固定架(12. 2)上，固定支撐盤(10)的兩側側面各開有一個滑動槽(10. I)，並且兩個滑動槽(10. I)以固定支撐盤的圓心為對稱點對稱分布； 所述旋轉盤(14)為圓環形狀並且套在固定支撐盤(10)上，同時旋轉盤(14)還與齒條提升塊(9)嚙合，旋轉盤(14)的兩側側面各開有一個變徑槽(14. I)，變徑槽(14. I)的槽底又開有導向長孔(14. 2)，兩個變徑槽(14. I)以旋轉盤的圓心為對稱點對稱分布； 所述卡爪(13)有兩個，每個卡爪(13)均包括卡爪柄(13. I)和弧形夾頭(13. 2)，並且卡爪柄(13. I)上設有圓柱頭(13. 3)，弧形夾頭(13. 2)上設有弧形夾齒(13. 4)，所述卡爪(13)的弧形夾頭(13. 2 )位於固定支撐盤(10 )的環內空間中，卡爪(13 )的卡爪柄(13. I)穿過固定支撐盤(10)上的滑動槽(10. I)、與旋轉盤(14)上的變徑槽(14. I)的槽側壁緊貼配合，卡爪柄(13. I)上的圓柱頭(13. 3)位於變徑槽，槽底的導向長孔(14. 2)中並且與導向長孔(14. 2)的孔側壁緊貼配合。
2.根據權利要求I所述的混凝土芯樣單剪裝置，其特徵在於所述齒條提升塊導向機構是與提升杆相對平行的導向杆(7)，所述齒條提升塊上設有導向孔(9. I)並且齒條提升塊通過導向孔(9. I)與導向杆(7)配合。
3.根據權利要求I所述的混凝土芯樣單剪裝置，其特徵在於所述壓力傳感器與加力機構之間的提升杆(8 )上套有軸承(3 )軸承座(4 )。
4.根據權利要求I所述的混凝土芯樣單剪裝置，其特徵在於所述支撐盤固定架(12. 2)為圓環形狀。
5.根據權利要求I所述的混凝土芯樣單剪裝置，其特徵在於所述加力機構是帶有扭力手柄(I)的扭力手柄座(2)。
6.根據權利要求5所述的混凝土芯樣單剪裝置，其特徵在於所述扭力手柄座(2)的外側壁上設有一圈凹槽(2. 1)，所述支撐座(12)上固定連接有一反力支架(6)，該反力支架(6)的上端有一翻邊(6.1)，該翻邊(6. I)的厚度小於凹槽(2. I)的寬度，並且該翻邊(6. I)位於扭力手柄座的凹槽(2. I)中。
7.根據權利要求I所述的混凝土芯樣單剪裝置，其特徵在於所述支撐座(12)的底部設有支腿(11)。
8.根據權利要求7所述的混凝土芯樣單剪裝置，其特徵在於所述支腿由螺母(15)和調整螺栓(16)組成，其中螺母(15)焊接連接在支撐座(12)的底部，調整螺栓(16)由下向上螺紋連接在螺母(15)上。
全文摘要
一種混凝土芯樣單剪裝置，包括提升杆、加力機構、壓力傳感器、支撐座、齒條提升塊和剪切機構，所述提升杆由上至下插在支撐座的支撐檯面上，所述加力機構和壓力傳感器由上至下依次套在支撐檯面上方的提升杆上，所述齒條提升塊軸向固定連接在支撐臺面下方的提升杆上，所述剪切機構設置在齒條提升塊的旁邊，包括有固定支撐盤、旋轉盤和卡爪，所述固定支撐盤為圓環形狀並且螺紋連接在支撐座的支撐盤固定架上，所述旋轉盤為圓環形狀並且套在固定支撐盤上，所述卡爪有兩個，每個卡爪均包括卡爪柄和弧形夾頭。本裝置可以將混凝土芯樣剪切成兩段，並同時測量出剪切時的剪切力峰值，具有操作簡單方便、準確快捷、成本低、適用性強的優點。
文檔編號G01N3/24GK102854070SQ201210366520
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者朱躍武, 邱平, 朱麗穎, 李新喜, 朱俊峰, 石永 申請人:深圳中建院建築科技有限公司