膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积测试装置及方法，立柱为多个，且均固定于底座的顶面；加载构件固定于立柱的顶部；传力板外周侧端与多个立柱可滑动连接；传压构件顶部外周开设有安装孔；传力杆外周套设有弹性件，且其顶端穿过安装孔固定于传力板上；传压构件底端与膨胀材料试样的顶部抵接；弹性件形变量测试构件顶端固定于传力板的底部，底端与传压构件的顶端抵接。本发明专利技术公开的膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积测试装置及方法，加载构件通过传力构件和传压构件对膨胀材料试样进行加载，膨胀材料在不同时间段发生膨胀，测试构件测量出传力构件的形变量，根据公式计算出试件的膨胀压力和膨胀体积，操作简单、测量精确。

【技术实现步骤摘要】
膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置及测试方法
本专利技术涉及岩土膨胀材料试验装置
，更具体的说是涉及一种膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置及其测试方法。
技术介绍
在岩土工程建设中，存在着含有大量的软弱围岩、夹层的巷道及因破坏后需要采取注浆加固的结构，传统的注浆材料因水泥自身的干缩性，导致粘结后加固效果不佳，因此，研发具有弥补水泥干缩性的材料显得尤为重要。膨胀材料是对原有普通注浆材料的改进，由于材料自发的体积膨胀，不仅能对破损结构产生挤压效果，而且还能对破损结构产生粘结作用，使得加固效果更佳，注浆材料的研究中需要模拟在实际工程中的压力环境，因此，针对材料不同压力环境下材料膨胀效果的研究具有重要的意义。目前，针对膨胀体积的测试手段是通过在模具表面安装千分表，测试材料的膨胀体积，通常情况下，千分表结合磁铁等装置联合使用，操作繁琐，且人为影响较大。针对压力环境，常采取三联高压固结仪对材料施加压力，由于固结仪采用的是砝码加压，由于砝码规格的限制，无法根据砝码组合出所需要施加的压力，且由于砝码锈蚀、破损，导致加载值不精确，造成实验误差。针对膨胀压力的测试，常采用安装电阻应变片进行测试，由于材料膨胀过程中会发生放出热量或者吸收热量，导致测试环境温度变化，引起应变片测试出现误差，常需要采用温度补偿手段，操作繁琐。因此，如何提供一种能够精确加载和测量膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积的一体测试装置及其测试方法本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置及测试方法，结构简单、操作简便、加载精度高、测量误差小，能够从试样浇筑完成时即可集加载与膨胀测试同时进行。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置，用于测试膨胀材料试样，包括底座、立柱、加载构件、弹性件、传力杆、传力板、传压构件和弹性件形变量测试构件，所述底座顶面的中心位置放置待测试的所述膨胀材料试样；所述立柱为多个，且均固定于所述底座的顶面；所述加载构件固定于所述立柱的顶部；所述传力板设置于多个所述立柱之间，且可滑动的套设在多个所述立柱上；所述传压构件位于所述底座与所述传力板之间，且顶部外周开设有安装孔；所述传力杆外周套设有所述弹性件，且其顶端与所述传力板下表面固定，其下端穿过所述安装孔且通过固定帽盖定位；所述弹性件顶端与所述传力板抵接，底端与所述传压构件抵接；所述传压构件底端与所述膨胀材料试样的顶部抵接；所述弹性件形变量测试构件顶端固定于所述传力板的底部，底端与所述传压构件的顶端抵接。本专利技术公开的膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置，加载构件作用于传力板进行加载，通过传力板、传力杆和传压构件对膨胀材料试样进行加载后锁定压力，膨胀材料在不同时间段不断发生膨胀，给传压构件向上的作用力，弹性件发生变形，通过弹性件形变量测试测试构件测量出弹性件的形变量，根据公知的公式计算出试样的膨胀压力和膨胀体积，操作简单、测量精确且测试效率高。优选的，所述加载构件包括顶板和液压千斤顶，所述顶板固定于所述上立柱的顶部，所述液压千斤顶固定于所述顶板底部的中心位置，液压千斤顶的驱动端位于远离所述顶板的一侧，液压千斤顶用于给试样精确加载并锁定，模拟准确的压力环境。优选的，所述弹性件形变量测试构件包括千分表支架和千分表，所述千分表支架固定于所述传力板的底部，所述千分表支架包括多个依次可旋转连接的旋转杆；所述千分表安装于最底端的所述旋转杆上，且与所述传压构件的顶部抵接。千分表对弹性件形变量进行精确测量，在不同时段内进行读数，测量弹性件的形变量。优选的，每个所述立柱包括固定连接的上立柱和下立柱，所述上立柱的截面积大于所述下立柱；所述传力板滑动设置于所述下立柱上。优选的，所述传力板在对应所述下立柱的位置开设有与所述下立柱截面积形状相同的通孔，且可滑动设置于所述下立柱上。优选的，所述传压构件包括水平板、连接杆和传压板，所述水平板滑动设置于所述传力杆上并通过所述固定帽盖限位，且顶端与所述弹性件抵接，所述连接杆固定于所述水平板的底部，且底端与所述传压板可拆卸连接；所述千分表的底端与所述水平板抵接。优选的，所述水平板、所述连接杆和所述传压板之间为刚性连接，且所述传压板的形状与所述膨胀材料试样相匹配。水平板、连接杆和传压板刚性连接，保证膨胀材料膨胀时，使膨胀力更多地转变为弹性件的形变量，提高测量的精确性。优选的，所述弹性件为弹簧，且其自然长度与所述水平板的厚度之和等于所述传力杆的长度，能够减少液压千斤顶的工作行程，提高测试效率。一种膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、检查整个测试装置连接是否完整，将浇筑好的膨胀材料试样和模具放置于底座的中心位置，根据模具大小选择相应的传压板，保证模具、传压板和顶板的竖直中心线重合，调节千分表支架的位置，使千分表抵接至传压板上表面；S2、安装好膨胀材料试样后，根据试验设计使用千斤顶对试样进行加压，加至指定压力后锁住千斤顶保持压力不变，锁住千斤顶后将千分表示数清零；S3、膨胀材料膨胀过程中根据试验设计，记录不同时段千分表的示数；S4、根据千分表示数通过材料的膨胀压力公式和膨胀体积公式计算出膨胀压力和膨胀体积。优选的，在步骤S1中，在检查装置部件连接时，在传力板和下立柱连接处涂抹润滑油，使传力板的滑动更加顺畅，减少测量误差；在放置膨胀材料试件时，在底座上放置垫片，垫片为方形，尺寸为80*80mm-100*100mm，且厚度为7-15mm。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置及其测试方法，通过液压千斤顶对膨胀材料试样施加压力，能够根据测试需要精准施加载荷，通过计算弹簧变形能够准确测试出材料的膨胀压力；并且，由于装置的刚性连接结构，能够保证材料在膨胀过程中所受的压力环境不变，能够更好地模拟出材料在具体工程实际中的压力环境，通过千分表的示数能够即时记录弹性件的形变量，通过公式计算出材料膨胀过程各阶段的体积膨胀压力和膨胀体积。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术提供的结构示意图。图2附图为本专利技术提供的千分表支架的剖视图一。图3附图为本专利技术提供的千分表支架的剖视图二。其中，各附图标号为：1-底座，2-立柱，3-加载构件，4-传力板，5-传力杆，6-弹性件，7-传压构件，8-弹性件形变量测试构件，9-膨胀材料试样，10-固定帽盖，11-紧固螺栓，12顶丝，13-千分表插口；31-顶板，32-液压千斤顶；71-水平板，72-连接杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置，用于测试膨胀材料试样(9)，其特征在于，包括底座(1)、立柱(2)、加载构件(3)、传力板(4)、传力杆(5)、弹性件(6)、传压构件(7)和弹性件形变量测试构件(8)，/n所述底座(1)顶面的中心位置放置待测试的所述膨胀材料试样(9)；所述立柱(2)为多个，且均固定于所述底座(1)的顶面；所述加载构件(3)固定于所述立柱(2)的顶部；/n所述传力板(4)设置于多个所述立柱(2)之间，且可滑动的套设在多个所述立柱(2)上；所述传压构件(7)位于所述底座(1)与所述传力板(4)之间，且顶部外周开设有安装孔；所述传力杆(5)外周套设有所述弹性件(6)，且其顶端与所述传力板(4)下表面固定，其下端穿过所述安装孔且通过固定帽盖(10)定位；所述弹性件(6)顶端与所述传力板(4)抵接，底端与所述传压构件(7)抵接；所述传压构件(7)底端与所述膨胀材料试样(9)的顶部抵接；所述弹性件形变量测试构件(8)顶端固定于所述传力板(4)的底部，底端与所述传压构件(7)的顶端抵接。/n

【技术特征摘要】
1.一种膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置，用于测试膨胀材料试样(9)，其特征在于，包括底座(1)、立柱(2)、加载构件(3)、传力板(4)、传力杆(5)、弹性件(6)、传压构件(7)和弹性件形变量测试构件(8)，
所述底座(1)顶面的中心位置放置待测试的所述膨胀材料试样(9)；所述立柱(2)为多个，且均固定于所述底座(1)的顶面；所述加载构件(3)固定于所述立柱(2)的顶部；
所述传力板(4)设置于多个所述立柱(2)之间，且可滑动的套设在多个所述立柱(2)上；所述传压构件(7)位于所述底座(1)与所述传力板(4)之间，且顶部外周开设有安装孔；所述传力杆(5)外周套设有所述弹性件(6)，且其顶端与所述传力板(4)下表面固定，其下端穿过所述安装孔且通过固定帽盖(10)定位；所述弹性件(6)顶端与所述传力板(4)抵接，底端与所述传压构件(7)抵接；所述传压构件(7)底端与所述膨胀材料试样(9)的顶部抵接；所述弹性件形变量测试构件(8)顶端固定于所述传力板(4)的底部，底端与所述传压构件(7)的顶端抵接。


2.根据权利要求1所述的一种膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置，其特征在于，所述加载构件(3)包括顶板(31)和液压千斤顶(32)，所述顶板(31)固定于所述立柱(2)的顶部，所述液压千斤顶(32)固定于所述顶板(31)底部的中心位置，且所述液压千斤顶(32)的驱动端位于远离所述顶板(31)的一侧。


3.根据权利要求1所述的一种膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置，其特征在于，所述弹性件形变量测试构件(8)包括千分表支架(81)和千分表(82)，所述千分表支架(81)固定于所述传力板(4)的底部，所述千分表支架(81)包括多个依次可旋转连接的旋转杆；所述千分表(82)安装于最底端的所述旋转杆上，且与所述传压构件(7)的顶端抵接。


4.根据权利要求1所述的一种膨胀材料的膨胀压力和膨胀体积一体测试装置，其特征在于，每个所述立柱(2)包括固定连接的上立柱和下立柱，所述上立柱的截面积大于所述下立柱；所述传力板(4)滑动设置于所述下立柱上。


5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚囝，邓兴敏，叶义成，刘一鸣，李鹏程，汪迪，陈常钊，杨帆，
申请(专利权)人：武汉科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42