亚星游戏官网-www.yaxin868.com

专利名称：：一种混凝土自动冲击测试仪及其测试方法
技术领域：
：本发明涉及一种混凝土自动冲击测试仪及其测试方法，属混凝土材料测试
技术领域：
。
背景技术：
：混凝土抗冲击性能是衡量混凝土特别是高韧性混凝土力学性能的重要指标，但目前国内尚未制定针对混凝土抗冲击性能的标准试验方法，通常，实验室均采用美国混凝土协会推荐的ACI-544“纤维混凝土的性能测试方法”进行实验检测，该方法规定，将质量为4.45kg的冲击锤，从高度为457mm或IOOOmm处自由下落，通过一个直径为63.5mm的钢球传递冲击作用，冲击厚度为64mm、直径为150mm的混凝土试件，记录试件表面开始产生可见裂纹和裂纹宽度大于0.3mm时的冲击次数，以初裂冲击次数和破坏冲击次数作为衡量纤维混凝土韧性的指标。然而，该方法仅对该试验要求进行了原则说明，并未提供相应的试验仪器设备要求，且ACI-544采用直径为63.5mm的硬质钢球传递冲击锤的冲击作用，对于与混凝土接触的一侧，由于钢球硬度远高于混凝土，试验冲击过程混凝土对钢球变形的影响不大，然而，与冲击锤相接触的一侧，由于两者硬度相差不多，且冲击锤与钢球之间为点接触，对钢球的硬度和韧性要求都很高，试验过程易导致钢球在与冲击锤接触的一侧产生较大变形，钢球需经常更换。另一方面，由于ACI-544规定以初裂冲击次数和破坏冲击次数作为评价混凝土冲击韧性的指标，因此，原则上在按ACI-544进行混凝土的抗冲击韧性测试时，需每冲击一次即需检查混凝土试件的开裂情况，很难采用混凝土自动冲击仪进行试验测试，故目前通常只能采用手动方法进行测试。然而，对于高韧性混凝土如纤维混凝土，其初裂冲击次数有时高达100次以上，而破坏冲击次数可高达150次以上，采用手动的操作过程极其繁琐。同时，研究表明，采用该方法进行混凝土抗冲击韧性测试时，其试验结果的离散性也较大。国内实用新型专利200620070501.8提供了一种混凝土抗冲击测试仪，但该仪器采用4.45mm的钢球从457mm高度处自由下落，直接对混凝土试件产生冲击作用，测试方法与ACI-544规定的方法并不一致。
发明内容本发明要解决目前的混凝土抗冲击性能测试仪存在效率低、钢球易变形报废的问题，提供了一种效率高的混凝土自动冲击测试仪及其测试方法。本发明的技术方案一种混凝土自动冲击测试仪，包括试件底座，其特征在于所述底座上安装有外部框架，所述外部框架内竖直立有冲击锤导向杆，所述冲击锤导向杆的下端连接有冲击作用传递装置，所述冲击作用传递装置是一端为半球一端为圆柱的杆状装置，其半球端与试件接触；所述冲击锤导向杆上套有冲击锤，所述冲击锤通过冲击锤悬吊机构固定于冲击作用传递装置的上方与其圆柱端面接触；所述冲击锤上安装有冲击锤提升装置，所述冲击锤提升装置固定在传动装置上，所述传动装置固定在外部框架内连接有控制装置；所述冲击锤导向杆上安装有冲击锤脱出装置。进一步，所述底座上设有冲击作用传递装置的限位装置，所述冲击作用传递装置的半球端设于限位装置内。进一步，所述冲击锤导向杆与冲击作用传递装置螺纹连接。进一步，所述冲击锤导向杆的上端伸出外部框架。进一步，所述冲击作用传递装置中半球的直径为63.5mm；所述的冲击锤的质量为4.5kg。本发明所采用的测试方法步骤如下(1)、将冲击作用传递装置手动提升至一定位置，然后将混凝土试件置于底座中；(2)、预先设置控制装置的冲击次数，开动控制装置，冲击锤提升装置跟随传动装置运动至冲击锤导向杆一侧，由冲击锤提升装置和冲击锤悬吊机构共同工作，向上提升冲击锤，提升至冲击锤脱出装置时，自动使冲击锤落下，对冲击作用传递装置产生冲击作用，并通过冲击作用传递装置对混凝土产生冲击作用，传动装置每传动一周可对混凝土产生一次冲击作用，至限定次数时传动装置自动停止传动；(3)、冲击停止后，取出混凝土试件观察混凝土试件在冲击作用下的开裂情况；(4)、若混凝土未出现裂纹，重新开动控制装置，继续对混凝土试件产生冲击作用，至规定次数后自动停止，再次取出混凝土试件观察混凝土试件在冲击作用下的开裂情况；(5)、如此反复，直至混凝土试件开始产生裂纹和混凝土试件裂纹扩展至混凝土试件接触到底座两侧或混凝土断裂成两半时，记录混凝土试件的初裂冲击次数和破坏冲击次数。进一步，所述冲击锤脱出装置与冲击作用传递装置之间的距离为457mm；对不掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为10次；对掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为25次。或者，所述冲击锤脱出装置与冲击作用传递装置之间的距离为IOOOmm；对不掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为5次；对掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为25次。本发明的有益效果主要体现在(1)自动提升冲击锤，自动自由下落，试件初裂冲击次数和破坏冲击次数均为10或25的倍数，减少了观察混凝土初裂和完全破坏的次数，测试效率高；(2)采用一端半球一端圆柱体的冲击作用传递装置替代钢球，使冲击锤与冲击作用传递装置之间由点接触转变为面接触，大大提高了冲击作用传递装置的使用寿命。图1为本发明的结构示意图。图2为本发明侧面剖视图。具体实施例方式实施例1一种混凝土自动冲击测试仪，包括试件底座1，所述底座1上安装有外部框架11，所述外部框架11内竖直立有冲击锤导向杆6，所述冲击锤导向杆6的下端连接有冲击作用传递装置2，所述冲击作用传递装置2是一端为半球一端为圆柱的杆状装置，其半球端与试件接触；所述冲击锤导向杆6上套有冲击锤4，所述冲击锤4通过冲击锤悬吊机构5固定于冲击作用传递装置2的上方与其圆柱端面接触；所述冲击锤4上安装有冲击锤提升装置8，所述冲击锤提升装置8固定在传动装置7上，所述传动装置7固定在外部框架11内连接有控制装置10；所述冲击锤导向杆6上安装有冲击锤脱出装置9。所述底座1上设有冲击作用传递装置2的限位装置3，所述冲击作用传递装置2的半球端设于限位装置3内。所述冲击锤导向杆6与冲击作用传递装置2螺纹连接。所述冲击锤导向杆6的上端伸出外部框架11。所述冲击作用传递装置2中半球的直径为63.5mm；所述的冲击锤4的质量为4.5kg。本发明所采用的测试方法步骤如下(1)、将冲击作用传递装置2手动提升至一定位置，然后将混凝土试件置于底座1中；(2)、预先设置控制装置10的冲击次数，开动控制装置10，冲击锤提升装置8跟随传动装置7运动至冲击锤导向杆6—侧，由冲击锤提升装置8和冲击锤悬吊机构5共同工作，向上提升冲击锤4，提升至冲击锤脱出装置9时，自动使冲击锤4落下，对冲击作用传递装置2产生冲击作用，并通过冲击作用传递装置2对混凝土产生冲击作用，传动装置7每传动一周可对混凝土产生一次冲击作用，至限定次数时传动装置7自动停止传动；(3)、冲击停止后，取出混凝土试件观察混凝土试件在冲击作用下的开裂情况；(4)、若混凝土未出现裂纹，重新开动控制装置10，继续对混凝土试件产生冲击作用，至规定次数后自动停止，再次取出混凝土试件观察混凝土试件在冲击作用下的开裂情况；(5)、如此反复，直至混凝土试件开始产生裂纹和混凝土试件裂纹扩展至混凝土试件接触到底座两侧或混凝土断裂成两半时，记录混凝土试件的初裂冲击次数和破坏冲击次数。本实施例中所述冲击锤脱出装置9与冲击作用传递装置2之间的距离为457mm；对不掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为10次；对掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为25次。本实施例以采用P042.5水泥、5IOmm碎石、天然中砂(细度模数为2.60)、聚丙烯纤维(PF)和萘系高效减水剂(FDN)配制纤维混凝土为例，混凝土配合比为CWSGFDNPF=10.451.952.440.010.0075，拌制成型并养护28d后，采用所制混凝土自动冲击测试仪进行测试，进行参数设置时，每冲击10次，停止1次，最终测得其初裂冲击次数为60次，破坏冲击次数为90次。实施例25采用P052.5水泥、5IOmm碎石、天然中砂(细度模数为3.0)、钢纤维(Sf)和萘系高效减水剂(FDN)配制纤维混凝土，混凝土配合比如表1所示，拌制成型并养护28d后，采用实施例1所制混凝土自动冲击测试仪进行测试，对不掺钢纤维的混凝土，每冲击10次停一次，检查混凝土试件开裂情况，对掺钢纤维的混凝土，每冲击25次停一次，检查混凝土试件开裂情况，其初裂冲击次数和破坏冲击次数见表1所示。由表1可见，当混凝土强度提高时，其抗冲击性能也有所提高，但初裂冲击次数和破坏冲击次数非常接近，表明未掺加钢纤维的混凝土不具有阻裂能力。掺加钢纤维后，混凝土抗冲击性能大幅度提高，其初裂冲击次数和破坏冲击次数甚至高达1000次以上，与初裂冲击次数相比，其破坏冲击次数大幅度提高，且随钢纤维掺量体积分数增大，其抗冲击性能和阻裂性能均大幅度增大。同时，可以看出，采用实施例1所述抗冲击试验仪测定高韧性混凝土的冲击韧性具有较高的工作效率。表1钢纤维混凝土配合比及其初裂和破坏冲击次数<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例6本实施例与实施例1不同之处在于所述冲击锤脱出装置9与冲击作用传递装置2之间的距离为IOOOmm；所采用的测试方法中对不掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为5次；对掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为25次。本实施例以采用P042.5水泥、5IOmm碎石、天然中砂(细度模数为2.60)、聚丙烯纤维(PF)和萘系高效减水剂(FDN)配制纤维混凝土为例，混凝土配合比为CWSGFDNPF=10.451.952.440.010.0075，拌制成型并养护28d后，采用所制混凝土自动冲击测试仪进行测试，进行参数设置时，每冲击5次，停止1次，最终测得其初裂冲击次数为25次，破坏冲击次数为55次。可见，冲击锤冲击高度增大后，其冲击破坏效率有所提高。实施例710采用P052.5水泥、5IOmm碎石、天然中砂(细度模数为3.0)、钢纤维(Sf)和萘系高效减水剂(FDN)配制纤维混凝土，混凝土配合比如表2所示，拌制成型并养护28d后，采用实施例6所制混凝土自动冲击测试仪进行测试，对不掺钢纤维的混凝土，每冲击5次停一次，检查混凝土试件开裂情况，对掺钢纤维的混凝土，每冲击25次停一次，检查混凝土试件开裂情况，其初裂冲击次数和破坏冲击次数见表2所示。由表2可见，当冲击锤自由下落的高度增大为IOOOmm时，其对混凝土抗冲击性能的检测具有更高的效率。表2钢纤维混凝土配合比及其初裂和破坏冲击次数<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。权利要求一种混凝土自动冲击测试仪，包括试件底座，其特征在于所述底座上安装有外部框架，所述外部框架内竖直立有冲击锤导向杆，所述冲击锤导向杆的下端连接有冲击作用传递装置，所述冲击作用传递装置是一端为半球一端为圆柱的杆状装置，其半球端与试件接触；所述冲击锤导向杆上套有冲击锤，所述冲击锤通过冲击锤悬吊机构固定于冲击作用传递装置的上方与其圆柱端面接触；所述冲击锤上安装有冲击锤提升装置，所述冲击锤提升装置固定在传动装置上，所述传动装置固定在外部框架内连接有控制装置；所述冲击锤导向杆上安装有冲击锤脱出装置。2.根据权利要求1所述的一种混凝土自动冲击测试仪，其特征在于所述底座上设有冲击作用传递装置的限位装置，所述冲击作用传递装置的半球端设于限位装置内。3.根据权利要求1或2所述的一种混凝土自动冲击测试仪，其特征在于所述冲击锤导向杆与冲击作用传递装置螺纹连接。4.根据权利要求3所述的一种混凝土自动冲击测试仪，其特征在于所述冲击锤导向杆的上端伸出外部框架。5.根据权利要求4所述的一种混凝土自动冲击测试仪，其特征在于所述冲击作用传递装置中半球的直径为63.5mm；所述的冲击锤的质量为4.5kg。6.根据权利要求1所述的一种混凝土自动冲击测试仪所采用的测试方法步骤如下(1)、将冲击作用传递装置手动提升至一定位置，然后将混凝土试件置于底座中；(2)、预先设置控制装置的冲击次数，开动控制装置，冲击锤提升装置跟随传动装置运动至冲击锤导向杆一侧，由冲击锤提升装置和冲击锤悬吊机构共同工作，向上提升冲击锤，提升至冲击锤脱出装置时，自动使冲击锤落下，对冲击作用传递装置产生冲击作用，并通过冲击作用传递装置对混凝土产生冲击作用，传动装置每传动一周可对混凝土产生一次冲击作用，至限定次数时传动装置自动停止传动；(3)、冲击停止后，取出混凝土试件观察混凝土试件在冲击作用下的开裂情况；(4)、若混凝土未出现裂纹，重新开动控制装置，继续对混凝土试件产生冲击作用，至规定次数后自动停止，再次取出混凝土试件观察混凝土试件在冲击作用下的开裂情况；(5)、如此反复，直至混凝土试件开始产生裂纹和混凝土试件裂纹扩展至混凝土试件接触到底座两侧或混凝土断裂成两半时，记录混凝土试件的初裂冲击次数和破坏冲击次数。7.根据权利要求6所述的一种混凝土自动冲击测试仪的测试方法，其特征在于所述冲击锤脱出装置与冲击作用传递装置之间的距离为457mm；对不掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为10次；对掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为25次。8.根据权利要求6所述的一种混凝土自动冲击测试仪的测试方法，其特征在于所述冲击锤脱出装置与冲击作用传递装置之间的距离为IOOOmm；对不掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为5次；对掺钢纤维的混凝土，步骤(2)中的预设冲击次数为25次。全文摘要一种混凝土自动冲击测试仪，包括试件底座，所述底座上安装有外部框架，所述外部框架内竖直立有冲击锤导向杆，所述冲击锤导向杆的下端连接有冲击作用传递装置，所述冲击作用传递装置是一端为半球一端为圆柱的杆状装置，其半球端与试件接触；所述冲击锤导向杆上套有冲击锤，所述冲击锤通过冲击锤悬吊机构固定于冲击作用传递装置的上方与其圆柱端面接触；所述冲击锤上安装有冲击锤提升装置，所述冲击锤提升装置固定在传动装置上，所述传动装置固定在外部框架内连接有控制装置；所述冲击锤导向杆上安装有冲击锤脱出装置。本发明的优点(1)减少了观察混凝土初裂和完全破坏的次数，测试效率高；(2)大大提高了冲击作用传递装置的使用寿命。文档编号G01N3/34GK101825540SQ20101015887公开日2010年9月8日申请日期2010年4月29日优先权日2010年4月29日发明者姜俊,孔德玉,王晓栋申请人:浙江工业大学