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結(jié)構(gòu)膠試件成型模具的制造與應(yīng)用
瀏覽次數(shù):2466更新日期:2019-01-09

結(jié)構(gòu)膠試件成型模具的制造與應(yīng)用

一、簡介

從某種意義上講,結(jié)構(gòu)加固用膠粘劑(以下簡稱:結(jié)構(gòu)膠)的基本性能指標(biāo)和級別的評定,是由見證抽樣的結(jié)構(gòu)膠制作的試件來判定的。這也是評定結(jié)構(gòu)膠基本性能的方法。因此應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的和*成型模具制作試件,讓試件制作的質(zhì)量在每一過程中都能得到保證,讓結(jié)構(gòu)膠的基本性能真實和充分的反映出來,就成了研究、生產(chǎn)和應(yīng)用結(jié)構(gòu)膠的一件非常重要的基礎(chǔ)技術(shù)工作!

依據(jù)國標(biāo)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)范》(GB50367-2006)(以下簡稱:加固規(guī)范)的有關(guān)規(guī)定,經(jīng)過不斷設(shè)計試制、比較和總結(jié),制造出全套(共九件)結(jié)構(gòu)膠基本性能試件成型模具,其中“鋼—鋼拉伸抗剪試件成型模具”、“鋼—鋼粘結(jié)抗拉試件成型模具”、“膠體抗拉(受拉彈性模量、伸長率、抗彎)試件成型模具”經(jīng)市、省建筑工程質(zhì)量或建筑材料質(zhì)量檢測機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)企業(yè)和加固施工企業(yè)的應(yīng)用,得到了較好的評價,證明是一個成功的產(chǎn)品。

為了保證試件在成型和養(yǎng)護(hù)全過程中的質(zhì)量,該套模具采用了鋼板組合方式,經(jīng)過了車、刨、銑、研磨等十幾道工序的精密加工,模具達(dá)到了不變形,易拆裝,好脫模,損耗小,能反復(fù)使用的效果。

該套模具制作的試件有以下幾大優(yōu)點:

1、膠體試件的幾何尺寸準(zhǔn)確、表面光滑、不需要進(jìn)行二次加工;

2、膠體試件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實;

3、粘結(jié)試件的粘結(jié)部位準(zhǔn)確,養(yǎng)護(hù)過程中所施壓力均勻穩(wěn)定;

4、試件的制作和養(yǎng)護(hù),過程簡單方便,操作程序標(biāo)準(zhǔn)化;

5、試件的性能數(shù)據(jù)離散性??;

6、模具損耗很小,不易破壞,能反復(fù)使用。

九件成型模具為:

1、膠體抗拉、受拉彈性模量、伸長率和抗彎試件成型模具;

2、膠體抗壓試件成型模具;

3、膠體劈裂抗拉試件成型模具;

4、鋼—鋼拉伸抗剪試件成型模具;

5、鋼—鋼粘結(jié)抗拉試件成型模具;

6、鋼—鋼不均勻扯離試件成型模具;

7、鋼(碳纖維)與混凝土的正拉粘結(jié)試件成型模具;

8、(鋼套筒法)拉伸抗剪試件成型模具;

9、纖維復(fù)合材層間剪切、彎曲試件成型模具;

說明:(1)膠體抗彎試件成型模具為4mm×80mm ,8mm×160mm兩種規(guī)格。

(2)與試件檢測相配套的萬向節(jié)夾具和抗壓力轉(zhuǎn)換器可根據(jù)用戶需要另行制作。

(3)每件模具可同時制作8個試件或16個試件(膠體抗拉和抗彎試件各8個)。

二、部分試件成型模具的主要特點簡介

(一)、膠體抗拉、受拉彈性模量、伸長率和抗彎試件的成型模具

  1990年頒布的《混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)規(guī)范》(CECD25:90)規(guī)定結(jié)構(gòu)膠的性能指標(biāo)僅需要檢測鋼—鋼拉伸抗剪強(qiáng)度、鋼—鋼粘結(jié)抗拉強(qiáng)度、鋼與混凝土的正拉粘結(jié)強(qiáng)度三個項目,十六年來各有關(guān)企業(yè)對結(jié)構(gòu)膠的抗剪和抗拉強(qiáng)度做了大量的研究和試驗,已經(jīng)有了一套十分成熟的技術(shù);而2006年開始實施的《加固規(guī)范》,對結(jié)構(gòu)膠的膠體性能(即膠體的抗拉、受拉彈性模量、伸長率、抗彎、抗壓、劈裂抗拉),提出了很高的指標(biāo)。(注:為強(qiáng)制性條文,必須嚴(yán)格執(zhí)行),這對于結(jié)構(gòu)膠生產(chǎn)企業(yè)和各級檢測機(jī)構(gòu)都是一項新的技術(shù)課題,圍繞著這一新技術(shù),開始了大量的研究和試驗,而為了保證研究和試驗的準(zhǔn)確性,首先就必須具備好的試件成型模具。

對成型模具的要求是制成的試件幾何尺寸準(zhǔn)確,表面光滑,內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實,不需進(jìn)行脫模后的幾何尺寸整形加工(注:試件幾何尺寸的加工容易使試件局部損傷,嚴(yán)重影響檢測數(shù)據(jù)),試件的檢測數(shù)據(jù)離散性小,能反映出結(jié)構(gòu)膠的真實基本性能。

 

經(jīng)過多次試驗,我們制造了一種組合式封閉型模具,模具內(nèi)表面有較高的光潔度,對于粘度較低的結(jié)構(gòu)膠試件,將膠體直接灌注于模具槽內(nèi),由于模具是豎著放置,膠體在成型過程中總是受到自身的重量壓力而密實,膠體中的氣泡也會順著貫通的溢流槽被排除到膠體的上端部。對于粘度高的結(jié)構(gòu)膠(如:粘鋼膠、植筋膠)試件,先將膠體澆注于模具表面的成型槽內(nèi),并使膠體略高于槽頂,待15~20min后(此時大部分氣泡已上升到膠體上表面),再將模具封閉加壓,多余的膠體和氣泡則會順著模具內(nèi)貫通的溢流槽被排除掉。

由于試件在成型過程中,始終受到擠壓力,成型后的試件能達(dá)到幾何尺寸準(zhǔn)確,表面光滑,內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實,不需要進(jìn)行脫槽后的再加工,這也從根本上保證了試件的檢測數(shù)據(jù)離散性小,檢測的數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確真實地反映出該批結(jié)構(gòu)膠的基本性能。

該套模具的另一大特點是將膠體的抗拉(包括受拉彈性模量、伸長率)和抗彎試件設(shè)置在同一個模具內(nèi),因此可在一個模具內(nèi)一次性的制作出8個膠體抗拉試件和8個膠體抗彎試件,不僅簡化了試件的制作工作,也提高了同一批結(jié)構(gòu)膠試件的檢測準(zhǔn)確性。

(二)鋼—鋼拉伸抗剪試件成型模具

鋼—鋼拉伸抗剪試件(以下簡稱:抗剪試件)在制作中,由于粘結(jié)面積小[規(guī)定兩塊鋼板的粘結(jié)面積為12.5±0.5mm(寬度)×25±0.2mm(長度)],固定加壓困難,容易造成成型試件的粘結(jié)面積相差較大,兩片鋼板對中性差,粘結(jié)時加壓力不一致等質(zhì)量問題,致使檢測數(shù)據(jù)離散性較大,無法準(zhǔn)確地評定該批結(jié)構(gòu)膠的拉伸抗剪性能。

針對這二個問題,在模具內(nèi)設(shè)置了二個不同高度的鋼板試件寬度槽和搭接長度檔板,只要將兩片鋼板試件放于槽內(nèi),端部頂緊檔板,就能保證粘結(jié)面積的準(zhǔn)確性。為了保證二片鋼板在粘結(jié)固化期間,始終受到均勻穩(wěn)定的壓力,在模具中設(shè)計了一套經(jīng)調(diào)試的彈簧壓力桿,將壓力桿頂壓在二片鋼板的粘結(jié)處,就能使試件的粘結(jié)處在養(yǎng)護(hù)時間內(nèi),始終受到均勻面穩(wěn)定的壓力,解決了這二個問題,抗剪試件的檢測數(shù)據(jù)的離散性就會顯著減小,所測的抗剪強(qiáng)度也比常用的試件制作方法高10~20%。

(三)、鋼—鋼粘結(jié)抗拉試件成型模具

要保證粘結(jié)抗拉試件測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,就要解決試件在制作中存在的二個難題:(1)二根直徑為10mm的鋼棒試件要求同軸對中;(2)鋼棒試件的粘結(jié)面在固化期間要求始終受到一個均勻穩(wěn)定的壓力。

解決這兩個難題的做法是,在模具內(nèi)開8條相同的三角型槽,在三角型槽的一端設(shè)置經(jīng)調(diào)試好的彈簧壓力室,在另一端設(shè)置可調(diào)長度的加力桿,將涂刷了結(jié)構(gòu)膠的二根鋼棒試件放于同一個三角型槽內(nèi),保證試件的同軸度,輕轉(zhuǎn)鋼棒,使二根鋼棒粘結(jié)面的膠體均勻厚薄一致,再旋轉(zhuǎn)加力桿,對鋼棒施加壓力,使試件在成型的過程中始終受到均勻穩(wěn)定的壓力,以獲得粘結(jié)效果。這件成型模具使鋼棒試件的制作十分簡單方便,而且粘結(jié)效果確實很好,能真實的反應(yīng)出該批結(jié)構(gòu)膠的基本粘結(jié)抗拉性能。

(四)纖維復(fù)合材料層間剪切、彎曲強(qiáng)度試件成型模具

該試件成型模具具有以下三個特點:

1、在下壓鋼板表面,刨出一條寬250mm,深4mm的通長凹槽,其用途是保證多層粘結(jié)纖維復(fù)合材料成型的厚度為4mm。

2、設(shè)計了一套加壓裝置,當(dāng)多層纖維復(fù)合材料粘結(jié)完后,能方便快速的對多層纖維復(fù)合材施加壓力。

3、由于該模具較重,在下壓鋼板的下面安裝了四個萬向輪,可以很輕松的在工作臺上移動模具。