一种温缩断裂强度测试方法和测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种温缩断裂强度测试方法和测试装置。属于材料温缩开裂性能测试技术领域，克服了以往温度应力测试试验存在的不足和限制的问题。本发明专利技术包括步骤：S1、安装、调试好试件成型装置，并准备好待测材料；S2、将准备好的待测材料装入试件成型装置中进行反复碾压与压平处理；S3、脱模处理，养护处理，得到试件；S4、在试件两侧的限制块的外侧粘贴应变片；S5、将应变片与数据采集系统连接，得到限制块的微应变，并计算温缩应力，温缩断裂强度。本发明专利技术可以用于测试水泥混凝土、沥青混凝土和无机结合料稳定类材料的温缩断裂强度，弥补了国内实验测试方法和测试装置的空白；测试装置简单，测试试件成型容易，利于推广应用。利于推广应用。利于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种温缩断裂强度测试方法和测试装置


[0001]本专利技术涉及材料温缩开裂性能测试
，具体涉及一种温缩断裂强度测试方法和测试装置。

技术介绍

[0002]温缩开裂是低温地区水泥混凝土、沥青混凝土和无机结合料稳定类材料的主要破坏原因之一。国内尚无标准化的定量测试和评价方法，通常采用材料温缩系数和强度特征间接计算开裂温度。
[0003]目前国外针对水泥混凝土、沥青混凝土和无机结合料稳定类材料的温缩开裂强度测试方法有两种：约束试件温度应力试验(TSRST)和管式开裂实验（ASTM C 1581）。管式开裂可以应用于水泥混凝土温缩开裂测试，但由于试件成型问题不适用于沥青混凝土和无机结合料稳定类材料；约束试件温度应力试验可以应用于各类型材料成型的柱状试件，但试件成型难度大，且对测试设备有非常高的要求，目前主要依赖进口设备。
[0004]亟待开发一种测试装置简单，试件成型容易，利于推广的用于水泥混凝土、沥青混凝土和无机结合料稳定类材料温缩断裂强度测试方法和测试装置，完善材料性能评价。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种温缩断裂强度测试方法和测试装置，其目的在于：克服以往温度应力测试试验存在的不足和限制，提出可用于水泥混凝土、沥青混凝土和无机结合料稳定类材料温缩断裂强度测试方法和测试装置。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种温缩断裂强度测试方法，包括如下步骤：S1、安装、调试好用于温度应力约束试验的测试装置和配套的试件成型装置，并准备好待测材料；S2、将准备好的待测材料装入试件成型装置中，使装入的待测材料高度略高于成型装置的围栏高度，待装入完成后，将整个试件成型装置放在车辙轮碾仪下进行反复碾压与压平处理；S3、待试件成型装置内的待测材料达到脱模强度后，进行脱模处理，再经过养护处理，得到试验所需试件，所述试件为两侧均嵌入限制块的成型待测材料；S4、在试件两侧的限制块的外侧粘贴应变片，在粘贴应变片的过程中，使应变片与限制块完全贴合，应变片与限制块之间不留空隙；S5、将粘贴好应变片的试件放入温控箱中，通数据采集线将应变片与数据采集系统连接，启动温控箱，控制温度变化，设定目标温度，调节温度升降速率，在数据采集系统上读取数据，得到限制块的微应变，并计算温缩应力，当试件破坏，即温缩应力达到最大值时，该应力即为待测材料的温缩断裂强度。
[0007]优选的，在温度变化过程中，限制块约束待测材料的温缩变形并产生应力集中效
应；通过数据采集系统采集温度变化过程中限制块的变形；提出与测试装置和测试方法相对应的待测材料温缩应力计算公式，并以测试过程中，根据温度
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温缩应力曲线得到的最大应力值作为待测材料的温缩断裂强度；根据待测材料的温缩断裂强度设计与实验方法相配套的试件成型装置。
[0008]优选的，限制块采用温缩系数低于的材料制备而成，所述限制块的横截面为梯形，且所述梯形的下底角为圆角；所述限制块的热膨胀系数小于所述待测材料的热膨胀系数；在水泥混凝土、沥青混凝土或无机结合料稳定类材料试件成型过程中，将限制块嵌挤在待测材料的两侧；降温过程中，限制快约束待测材料的温缩变形并产生应力集中效应。
[0009]优选的，所述待测材料成型并脱模后，将试件置于温控箱内；温控箱内可达到的稳定高温大于50℃，可达到的稳定低温低于
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20℃，温控箱内的降温速率可控，温控箱内设置有通风回路，通风回路用于保持温控箱内部温度均匀；将限制块两侧的应变片连接到数据采集系统，数据采集系统同时采集降温过程中限制块的变形和温控箱内的温度；根据公式（1）计算待测材料温缩应力，在测试装置的显示屏上显示并记录温度
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温缩应力曲线，以最大应力值作为材料的温缩断裂强度。
[0010]（1）式中：表示待测材料的温缩应力；表示限制块的侧面微应变，由于材料受压，取为负值；表示限制块的杨氏模量；表示限制块的热膨胀系数；表示温差；A、B、C表示形状系数。
[0011]一种温缩断裂强度测试装置，包括：应变片、温控箱、数据采集系统，所述应变片用于采集待测材料的应变数据，所述温控箱用于模拟环境温度状态，所述数据采集系统用于读取采集到的应变数据，所述应变片粘贴在试件两侧的限制块上，所述应变片通过导线与数据采集系统电连接，试件放置在所述温控箱内。
[0012]一种试件成型装置，包括：左侧板、后侧板、中间隔板、限制块、底板、右侧板、前侧板，所述左侧板、后侧板、右侧板、前侧板竖直安装在所述底板上，所述左侧板、后侧板、右侧板、前侧板依次连接形成闭合围栏，所述中间隔板安装在围栏中部，所述中间隔板与左侧板、右侧板平行，所述限制块与所述左侧板、右侧板、中间隔板可拆卸连接。
[0013]优选的，所述左侧板、右侧板内侧设置有凹槽，所述中间隔板的两侧均设置有凹槽，所述限制块安装在凹槽内。
[0014]优选的，所述左侧板、右侧板内侧的凹槽与所述中间隔板两侧的凹槽分别位于所述左侧板、右侧板、中间隔板的中部。
[0015]优选的，所述左侧板、右侧板内侧的凹槽与所述中间隔板两侧的凹槽均以所述中间隔板的中轴线对称设置。
[0016]优选的，所述凹槽呈梯形台状，所述限制块呈梯形台状，所述限制块的顶部形状与所述凹槽形状适配安装。
[0017]综上所述，本专利技术的有益效果如下：本专利技术的一种温缩断裂强度测试方法和测试装置，可以用于测试水泥混凝土、沥青混凝土和无机结合料稳定类材料的温缩断裂强度，弥补了国内实验测试方法和测试装置
的空白；相较于国外的测试方法，该测试装置简单，测试试件成型容易，利于推广应用。
附图说明
[0018]本专利技术将通过例子并参照附图的方式说明，其中：图1为本专利技术的试件成型装置的成型情况示意图；图2为本专利技术实施例二中的限制块结构示意图；图3为粘贴好应变片的试件结构示意图；图4为本专利技术测试装置的整体结构示意图；图5为本专利技术测试装置的控制系统结构示意图图6为测试过程温度
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温缩应力曲线图；图7为本专利技术的试件成型装置的整体结构示意图；图8为本专利技术的试件成型装置卸下限制块后的结构示意图；图9为本专利技术的试件成型装置卸下限制块和中部隔板后的结构示意图；图10为本专利技术的试件成型装置卸下限制块和前侧板后的结构示意图；图11为本专利技术的有限元待测材料应力分布示意图；图12为本专利技术的有限元分析限制块侧面应变分布示意图；图标：1
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左侧板、2
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后侧板、3
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试件、4
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中部隔板、5
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限制块、6
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底板、7
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右侧板、8
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前侧板、9
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连接组件、10
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底板安装孔、11
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应变片、12
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温控箱、13
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数据采集系统。
实施方式
[0019]为使本申请实施例的目的、技术方案和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温缩断裂强度测试方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、安装、调试好用于温度应力约束试验的测试装置和配套的试件成型装置，并准备好待测材料；S2、将准备好的待测材料装入试件成型装置中，使装入的待测材料高度略高于成型装置的围栏高度，待装入完成后，将整个试件成型装置放在车辙轮碾仪下进行反复碾压与压平处理；S3、待试件成型装置内的待测材料达到脱模强度后，进行脱模处理，再经过养护处理，得到试验所需试件（3），所述试件（3）为两侧均嵌入限制块（5）的成型待测材料；S4、在试件（3）两侧的限制块（5）的外侧粘贴应变片（11），在粘贴应变片（11）的过程中，使应变片（11）与限制块（5）完全贴合，应变片（11）与限制块（5）之间不留空隙；S5、将粘贴好应变片（11）的试件（3）放入温控箱（12）中，通数据采集线将应变片（11）与数据采集系统（13）连接，启动温控箱（12），控制温度变化，设定目标温度，调节温度升降速率，在数据采集系统（13）上读取数据，得到限制块（5）的微应变，并计算温缩应力，当试件（3）因温度降低导致待测材料产生断裂时，即温缩应力达到最大值时，该应力即为待测材料的温缩断裂强度。2.根据权利要求1所述的一种温缩断裂强度测试方法，其特征在于：在温度变化过程中，限制块（5）约束待测材料的温缩变形并产生应力集中效应；通过数据采集系统（13）采集温度变化过程中限制块（5）的变形；提出与测试装置和测试方法相对应的待测材料温缩应力计算公式，并以测试过程中，根据温度
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温缩应力曲线得到的最大应力值作为待测材料的温缩断裂强度；根据待测材料的温缩断裂强度设计与实验方法相配套的试件成型装置。3.根据权利要求1所述的一种温缩断裂强度测试方法，其特征在于，限制块（5）采用温缩系数低于的材料制备而成，所述限制块（5）的横截面为梯形，且所述梯形的下底角为圆角；所述限制块（5）的热膨胀系数小于所述待测材料的热膨胀系数；在水泥混凝土、沥青混凝土或无机结合料稳定类材料试件成型过程中，将限制块（5）嵌挤在待测材料的两侧；降温过程中，限制快（5）约束待测材料的温缩变形并产生应力集中效应。4.根据权利要求1所述的一种温缩断裂强度测试方法，其特征在于，所述待测材料成型并脱模后，将试件（3）置于温控箱（12）内；温控箱（12）内可达到的稳定高温大于50℃，可达到的稳定低温低于
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20℃，温控箱（12）内的降温速率可控，温控箱（12）内设置有通风回路，通风回路用于保持温控箱（1...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋双全，胡荣，李晓茂，程为，周明凯，李鹏，
申请(专利权)人：四川公路桥梁建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：