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結構膠試件成(chéng)型模(mó)具的製(zhì)造與(yǔ)應用

一(yī)，簡介(jiè)

從某種(zhǒng)意義上講，結構(gòu)加固(gù)用膠(jiāo)粘(nián)劑(jì)（以(yǐ)下簡稱：結構膠(jiāo)）的基(jī)本性能指標和級別的評(píng)定，是(shì)由(yóu)見證(zhèng)抽樣的(dí)結構膠(jiāo)製作的(dí)試件(jiàn)來判(pàn)定(dìng)的。這也是(shì)評定結(jié)構膠(jiāo)基(jī)本性(xìng)能(néng)的(dí)方(fāng)法。因(yīn)此(cǐ)應用標準(zhǔn)的和(hé)*成(chéng)型(xíng)模(mó)具(jù)製作試件(jiàn)，讓(ràng)試件製作的質量在每一過(guò)程(chéng)中都(dū)能得到保(bǎo)證(zhèng)，讓結(jié)構膠的基本性(xìng)能(néng)真(zhēn)實和充分(fēn)的(dí)反映出來，就(jiù)成(chéng)了(liǎo)研(yán)究，生產和應用結(jié)構膠(jiāo)的(dí)一件非(fēi)常(cháng)重(zhòng)要的基礎(chǔ)技術(shù)工作！

依(yī)據(jù)國標(biāo)《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計規(guī)範(fàn)》（GB50367-2006）（以下簡(jiǎn)稱：加固(gù)規(guī)範）的(dí)有關規定，經(jīng)過不斷(duàn)設計(jì)試(shì)製(zhì)，比較和(hé)總結，製造出全(quán)套(tào)（共(gòng)九件）結(jié)構膠(jiāo)基本性能(néng)試件(jiàn)成型模具，其(qí)中(zhōng)“鋼—鋼拉伸抗剪試件(jiàn)成(chéng)型模具”，“鋼—鋼(gāng)粘結抗拉試件成型(xíng)模具”，“膠(jiāo)體抗拉（受(shòu)拉彈性模(mó)量，伸長率，抗彎(wān)）試(shì)件(jiàn)成型模(mó)具”經市，省建築(zhù)工(gōng)程質量或建(jiàn)築(zhù)材料(liào)質(zhì)量(liáng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，國(guó)內(nèi)外結(jié)構膠生產企(qǐ)業(yè)和(hé)加固(gù)施工(gōng)企(qǐ)業(yè)的應(yīng)用(yòng)，得到(dào)了(liǎo)較好的(dí)評價，證明是一(yī)個成(chéng)功的產品。

為(wéi)了保證(zhèng)試(shì)件在(zài)成(chéng)型和(hé)養(yǎng)護全過(guò)程中的質量，該套(tào)模(mó)具采用(yòng)了(liǎo)鋼(gāng)板(bǎn)組合方式，經(jīng)過了(liǎo)車，刨，銑(xiǎn)，研磨等十幾(jī)道(dào)工序(xù)的(dí)精(jīng)密加工，模具達到了(liǎo)不變(biàn)形，易拆裝(zhuāng)，好脫模(mó)，損(sǔn)耗小(xiǎo)，能反(fǎn)復(fù)使(shǐ)用(yòng)的(dí)效果(guǒ)。

該(gāi)套(tào)模具製(zhì)作(zuò)的試件有以(yǐ)下幾(jī)大優點：

1，膠體(tǐ)試(shì)件(jiàn)的幾(jī)何(hé)尺寸(cùn)準(zhǔn)確，表麵光滑，不需要進行二(èr)次(cì)加工；

2，膠(jiāo)體試件(jiàn)的(dí)內部結(jié)構密實；

3，粘結試(shì)件的粘(nián)結部(bù)位準確，養護過(guò)程中(zhōng)所施(shī)壓(yā)力(lì)均(jūn)匀穩定(dìng)；

4，試(shì)件的製(zhì)作(zuò)和養(yǎng)護(hù)，過程簡(jiǎn)單(dān)方便(biàn)，操(cāo)作程序標(biāo)準化；

5，試件(jiàn)的(dí)性能(néng)數據(jù)離(lí)散性小；

6，模(mó)具損(sǔn)耗很小(xiǎo)，不(bù)易破(pò)壞，能(néng)反(fǎn)復(fù)使用(yòng)。

九件(jiàn)成(chéng)型(xíng)模具為(wéi)：

1，膠(jiāo)體抗拉，受(shòu)拉彈性(xìng)模量(liáng)，伸長(cháng)率(shuài)和抗彎(wān)試(shì)件(jiàn)成型(xíng)模具；

2，膠(jiāo)體(tǐ)抗壓(yā)試(shì)件(jiàn)成(chéng)型模具；

3，膠體(tǐ)劈(pī)裂抗拉(lā)試件(jiàn)成型模(mó)具(jù)；

4，鋼(gāng)—鋼(gāng)拉伸(shēn)抗剪(jiǎn)試件(jiàn)成型模具；

5，鋼(gāng)—鋼(gāng)粘(nián)結(jié)抗拉試(shì)件成(chéng)型(xíng)模具(jù)；

6，鋼(gāng)—鋼不均(jūn)匀(yún)扯離(lí)試件成(chéng)型模具；

7，鋼（碳纖維）與(yǔ)混(hùn)凝(níng)土的(dí)正拉(lā)粘結試件成型(xíng)模(mó)具；

8，（鋼(gāng)套筒法）拉伸抗(kàng)剪試件(jiàn)成(chéng)型(xíng)模具(jù)；

9，纖(xiān)維復合材層間剪(jiǎn)切，彎曲(qū)試件(jiàn)成型(xíng)模(mó)具；

說(shuō)明：（1）膠體抗彎(wān)試件成型模具(jù)為4mm×80mm ，8mm×160mm兩(liǎng)種規格(gé)。

（2）與試件檢(jiǎn)測相(xiāng)配套的(dí)萬(wàn)向節夾(jiā)具和(hé)抗壓力轉換器(qì)可根(gēn)據(jù)用戶需(xū)要另行製(zhì)作(zuò)。

（3）每(měi)件模具可(kě)同(tóng)時製作8個試件或(huò)16個試(shì)件(jiàn)（膠體抗拉(lā)和(hé)抗彎(wān)試件各(gè)8個(gè)）。

二(èr)，部分(fēn)試(shì)件(jiàn)成型(xíng)模具(jù)的主要特點簡介

（一），膠體抗拉(lā)，受拉彈(dàn)性模量(liáng)，伸長率和抗彎(wān)試(shì)件(jiàn)的成(chéng)型模具

  1990年(nián)頒布(bù)的《混(hùn)凝土(tǔ)結構加(jiā)固(gù)技術規範》（CECD25：90）規定結構(gòu)膠(jiāo)的性能指標(biāo)僅(jǐn)需要檢測鋼—鋼拉伸抗(kàng)剪(jiǎn)強(qiáng)度(dù)，鋼(gāng)—鋼粘(nián)結抗拉強(qiáng)度，鋼與混凝土(tǔ)的正拉(lā)粘(nián)結強度三(sān)個(gè)項(xiàng)目(mù)，十(shí)六(liù)年來(lái)各有關(guān)企(qǐ)業對結(jié)構膠的(dí)抗(kàng)剪(jiǎn)和(hé)抗拉強度(dù)做(zuò)了大量(liáng)的(dí)研究和(hé)試(shì)驗(yàn)，已經(jīng)有了一(yī)套(tào)十分(fēn)成(chéng)熟的(dí)技術(shù)；而(ér)2006年(nián)開(kāi)始(shǐ)實(shí)施的《加(jiā)固規範》，對結構膠(jiāo)的膠體性能（即膠體的(dí)抗(kàng)拉，受拉(lā)彈性模(mó)量，伸長(cháng)率(shuài)，抗(kàng)彎(wān)，抗(kàng)壓，劈(pī)裂抗拉），提出(chū)了(liǎo)很高的指(zhǐ)標(biāo)。（注：為(wéi)強製性(xìng)條文，必(bì)須嚴格執(zhí)行），這對於結構膠生產企業(yè)和各級(jí)檢測(cè)機構都是一項新的(dí)技(jì)術課題，圍(wéi)繞著這(zhè)一(yī)新技(jì)術(shù)，開始(shǐ)了大量(liáng)的(dí)研(yán)究(jiū)和(hé)試驗，而為(wéi)了保(bǎo)證研(yán)究和試驗的(dí)準(zhǔn)確(què)性，首(shǒu)先就必須具備(bèi)好(hǎo)的(dí)試件成型模具。

對(duì)成(chéng)型(xíng)模(mó)具(jù)的(dí)要求是製(zhì)成的(dí)試件幾何尺寸(cùn)準確(què)，表(biǎo)麵光(guāng)滑(huá)，內部(bù)結構密(mì)實，不(bù)需(xū)進行脫(tuō)模(mó)後的幾(jī)何尺寸(cùn)整(zhěng)形(xíng)加工（注：試(shì)件(jiàn)幾(jī)何(hé)尺寸(cùn)的加工(gōng)容(róng)易(yì)使試(shì)件局(jú)部(bù)損傷(shāng)，嚴(yán)重影(yǐng)響檢測(cè)數據），試(shì)件(jiàn)的檢測數據(jù)離散性小(xiǎo)，能反映(yìng)出(chū)結構膠的真實(shí)基(jī)本(běn)性能。

經過(guò)多次(cì)試驗，我(wǒ)們製造了一種(zhǒng)組(zǔ)合式封閉型模(mó)具，模(mó)具內表(biǎo)麵有(yǒu)較高的光(guāng)潔度，對於粘度(dù)較低的結(jié)構(gòu)膠(jiāo)試(shì)件，將膠(jiāo)體(tǐ)直接灌注於(yú)模(mó)具(jù)槽(cáo)內，由(yóu)於(yú)模具是豎(shù)著(zhuó)放(fàng)置(zhì)，膠體在(zài)成型(xíng)過程中(zhōng)總是(shì)受到自身(shēn)的重(zhòng)量壓力(lì)而(ér)密(mì)實(shí)，膠體中的氣泡也會順著貫(guàn)通的(dí)溢流(liú)槽(cáo)被排(pái)除(chú)到膠體(tǐ)的(dí)上(shàng)端部。對於(yú)粘度高的(dí)結構膠(jiāo)（如(rú)：粘鋼膠(jiāo)，植(zhí)筋膠(jiāo)）試件(jiàn)，先將(jiāng)膠體澆注於模具(jù)表麵(miàn)的成型(xíng)槽內，並(bìng)使膠體略高於槽頂(dǐng)，待15~20min後（此時(shí)大部分氣(qì)泡已上升(shēng)到(dào)膠體上(shàng)表麵(miàn)），再(zài)將(jiāng)模(mó)具(jù)封閉(bì)加(jiā)壓，多(duō)餘的膠(jiāo)體(tǐ)和(hé)氣(qì)泡(pào)則會順(shùn)著(zhuó)模(mó)具(jù)內(nèi)貫通(tōng)的溢流槽被(bèi)排(pái)除掉。

由於試(shì)件(jiàn)在成(chéng)型(xíng)過(guò)程(chéng)中(zhōng)，始(shǐ)終(zhōng)受到(dào)擠壓(yā)力，成型(xíng)後的試件(jiàn)能(néng)達到(dào)幾何尺寸(cùn)準(zhǔn)確，表麵(miàn)光(guāng)滑(huá)，內(nèi)部結(jié)構密(mì)實(shí)，不需要進(jìn)行脫槽(cáo)後(hòu)的再加工，這(zhè)也從(cóng)根(gēn)本(běn)上(shàng)保證了試(shì)件(jiàn)的(dí)檢(jiǎn)測(cè)數(shù)據離散(sàn)性(xìng)小(xiǎo)，檢測的(dí)數據(jù)能準確(què)真(zhēn)實地(dì)反映出該(gāi)批結構膠的基本性能(néng)。

該套模(mó)具的(dí)另一大特(tè)點是將(jiāng)膠體的抗拉（包括受(shòu)拉(lā)彈性(xìng)模量(liáng)，伸長率）和抗(kàng)彎試(shì)件(jiàn)設置在(zài)同一(yī)個(gè)模具內(nèi)，因此可在(zài)一(yī)個(gè)模具內一次(cì)性(xìng)的(dí)製作出(chū)8個(gè)膠(jiāo)體抗拉(lā)試件和8個(gè)膠體(tǐ)抗彎試件，不僅簡化了試件(jiàn)的製(zhì)作工(gōng)作(zuò)，也提(tí)高了同一(yī)批結構(gòu)膠試件的(dí)檢(jiǎn)測(cè)準確性(xìng)。

（二）鋼—鋼拉伸抗(kàng)剪試件成型(xíng)模具

鋼—鋼(gāng)拉伸(shēn)抗(kàng)剪(jiǎn)試件(jiàn)（以下(xià)簡稱：抗剪(jiǎn)試件(jiàn)）在(zài)製作中，由於粘結(jié)麵積(jī)小(xiǎo)[規定兩塊鋼板的(dí)粘(nián)結(jié)麵(miàn)積(jī)為12.5±0.5mm（寬度）×25±0.2mm（長度）]，固(gù)定加壓(yā)困難(nán)，容易(yì)造(zào)成成(chéng)型試(shì)件(jiàn)的(dí)粘(nián)結麵積相(xiāng)差較大，兩片鋼(gāng)板對(duì)中(zhōng)性差，粘結時加(jiā)壓(yā)力不(bù)一致等質量問(wèn)題(tí)，致(zhì)使檢測(cè)數(shù)據離(lí)散性(xìng)較大(dà)，無法(fǎ)準確地評(píng)定該(gāi)批結構膠的(dí)拉伸(shēn)抗剪性能。

針(zhēn)對這(zhè)二(èr)個問(wèn)題，在(zài)模(mó)具(jù)內設置(zhì)了二(èr)個不同高(gāo)度的鋼板試(shì)件寬度(dù)槽和搭(dā)接長度檔板，隻(zhī)要將兩(liǎng)片鋼(gāng)板試件放於槽內(nèi)，端(duān)部頂緊(jǐn)檔板(bǎn)，就能(néng)保證粘結(jié)麵積的準(zhǔn)確性。為(wéi)了保證二(èr)片鋼板在(zài)粘結(jié)固化(huà)期間，始終受(shòu)到均(jūn)匀(yún)穩定(dìng)的壓力，在模具(jù)中設計(jì)了一(yī)套經調試的彈簧壓(yā)力杆，將(jiāng)壓力(lì)杆頂(dǐng)壓(yā)在(zài)二片(piàn)鋼板的(dí)粘結(jié)處，就能使(shǐ)試件(jiàn)的(dí)粘(nián)結(jié)處(chǔ)在(zài)養(yǎng)護(hù)時間內，始(shǐ)終受(shòu)到均匀麵穩定的壓(yā)力(lì)，解(jiě)決了這(zhè)二(èr)個(gè)問(wèn)題，抗剪試(shì)件(jiàn)的檢測數據的離散性(xìng)就(jiù)會(huì)顯(xiǎn)著(zhù)減小(xiǎo)，所(suǒ)測(cè)的(dí)抗剪強度(dù)也(yě)比(bǐ)常(cháng)用的試件製(zhì)作(zuò)方法高10~20%。

（三(sān)），鋼—鋼粘(nián)結抗拉試件成型模具

要(yào)保(bǎo)證(zhèng)粘結(jié)抗(kàng)拉(lā)試(shì)件測試(shì)數據的(dí)準(zhǔn)確性(xìng)，就要(yào)解(jiě)決(jué)試(shì)件(jiàn)在製作(zuò)中(zhōng)存在的二(èr)個難題：（1）二根直徑(jìng)為(wéi)10mm的鋼(gāng)棒(bàng)試件要求同軸對中(zhōng)；（2）鋼棒試件的粘(nián)結麵在固(gù)化期間(jiān)要(yào)求(qiú)始終(zhōng)受到一個均匀(yún)穩定(dìng)的(dí)壓(yā)力。

解決這(zhè)兩個(gè)難(nán)題(tí)的做法是，在(zài)模(mó)具(jù)內(nèi)開8條(tiáo)相(xiāng)同的三(sān)角(jiǎo)型槽(cáo)，在(zài)三(sān)角(jiǎo)型(xíng)槽的(dí)一端(duān)設置經(jīng)調(tiáo)試(shì)好的彈(dàn)簧(huáng)壓(yā)力室，在(zài)另一端設置可(kě)調(tiáo)長度的(dí)加力(lì)杆，將塗刷(shuā)了(liǎo)結(jié)構(gòu)膠(jiāo)的二根鋼棒試件(jiàn)放於(yú)同(tóng)一個(gè)三角型(xíng)槽內，保證試件(jiàn)的(dí)同軸度，輕轉(zhuǎn)鋼棒，使二根鋼棒粘(nián)結麵(miàn)的膠體均匀厚薄一(yī)致(zhì)，再旋(xuán)轉(zhuǎn)加(jiā)力杆，對鋼(gāng)棒施加壓(yā)力，使(shǐ)試件在成型(xíng)的過程中始終受(shòu)到(dào)均匀(yún)穩(wěn)定(dìng)的壓(yā)力(lì)，以獲(huò)得粘結(jié)效(xiào)果。這件成(chéng)型(xíng)模(mó)具(jù)使鋼棒試件的製(zhì)作(zuò)十分(fēn)簡單(dān)方(fāng)便，而且(qiě)粘結(jié)效(xiào)果確(què)實很好，能真實的(dí)反應(yīng)出(chū)該(gāi)批結(jié)構膠的(dí)基(jī)本(běn)粘結抗拉性能。

（四(sì)）纖維復(fù)合材(cái)料(liào)層(céng)間剪切，彎曲強(qiáng)度試(shì)件成型模(mó)具(jù)

該(gāi)試件(jiàn)成型模具(jù)具有(yǒu)以下三(sān)個特(tè)點：

1，在(zài)下壓鋼(gāng)板表(biǎo)麵(miàn)，刨出一(yī)條(tiáo)寬250mm，深4mm的通長(cháng)凹(āo)槽，其用途(tú)是(shì)保證多層(céng)粘結纖(xiān)維復合材料(liào)成(chéng)型的厚度(dù)為(wéi)4mm。

2，設計(jì)了一套(tào)加壓(yā)裝置，當(dāng)多(duō)層纖(xiān)維復(fù)合(hé)材料粘(nián)結完(wán)後(hòu)，能方便(biàn)快速的對(duì)多層(céng)纖(xiān)維復(fù)合材施(shī)加(jiā)壓力。

3，由(yóu)於該模具(jù)較重(zhòng)，在下(xià)壓鋼板(bǎn)的(dí)下(xià)麵安(ān)裝了四個(gè)萬向(xiàng)輪，可以(yǐ)很輕鬆(sōng)的在工(gōng)作台上移(yí)動(dòng)模(mó)具(jù)。