用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具及制备方法

1.本发明涉及建筑工程领域，更具体地，涉及一种用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具及制备方法。


背景技术：

2.混凝土试件是针对混凝土的某一项或几项性能进行检测的样块。混凝土结构在施工阶段，容易因为温度、收缩等原因形成非受力裂缝。在使用阶段，由于载荷、振动等因素还会形成受力裂缝。制备具有裂缝的混凝土试件对于研究混凝土材料的力学性能和耐久性就有重要意义。因此，需设计一种能预制具有裂缝的混凝土试件的模具。


技术实现要素：

3.为解决现有技术中的技术问题，本发明提供一种用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具及制备方法，限制成形件与第一模具的相对位置，以塑造具有与成形件的至少一部分的形状大致相同的混凝土试件。
4.为了实现上述目的，作为本公开提供一种用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具，包括：第一模具，所述第一模具内限定浇筑腔，所述第一模具设有适用于向所述浇筑腔内注入混凝土拌合料的第一浇筑口；成形件，设置于所述第一浇筑口的上方，所述成形件部分地伸入所述浇筑腔内、并与所述浇筑腔的底面之间形成间隙，以使由所述成形件的两侧浇筑的混凝土拌合料在所述间隙内结合；以及固定组件，套设于所述第一模具的外侧，适用于支撑所述第一模具的外部形状，并安装成形件，用以将所述成形件保持在与所述第一模具相对固定的位置；其中，在所述混凝土拌合料预凝、并抽出所述成形件的状态下，所述混凝土试件上形成与所述成形件的至少一部分的形状适配的裂缝。
5.在一种示意性的实施例中，所述第一模具包括第一底板及多个第一侧板，所述第一侧板及第一底板之间限定所述浇筑腔；其中，至少一部分第一侧板的外表面沿所述浇筑腔的深度方向平行间隔设置有多个肋板，用以提升所述第一侧板的结构强度。
6.在一种示意性的实施例中，所述成形件包括：固定部，适用于和所述固定组件连接；以及成形部，从所述固定部伸入所述浇筑腔内；其中，所述固定部与所述固定组件连接的状态下，所述成形部和所述浇筑腔的底面之间形成所述间隙。
7.在一种示意性的实施例中，所述成形部被构造成板形结构，所述成形部的靠近所述浇筑腔的底面的端部的厚度小于或等于远离所述底面的端部。
8.在一种示意性的实施例中，所述固定组件包括：第二模具，套设于所述第一模具的外侧，适用于限制所述第一模具在注入所述混凝土拌合料的状态下向外侧发生的至少一部分形变；以及至少一对支撑部，分别对称设置于所述第二模具的外壁上，一对所述支撑部之间适用于固定一个所述成形件。
9.在一种示意性的实施例中，所述第二模具包括：第二底板；一对第二侧板，在轴向方向上安装在所述第二底板的两侧；以及一对挡板，分别可拆卸地嵌装在一对所述第二侧
板的端部之间，所述第二底板、第二侧板和挡板形成适用于容纳所述第一模具的容纳空间。
10.在一种示意性的实施例中，所述第二模具还包括牵拉件，包括：螺杆，所述螺杆的两端分别套设于所述第二侧板上；以及两个螺帽，分别设置于所述螺杆的端部、并抵靠在第二侧板的外侧，以限制两个所述第二侧板之间的间距。
11.在一种示意性的实施例中，所述第二侧板的两端的内侧设有安装槽，所述挡板的两侧结合在所述安装槽内。
12.在一种示意性的实施例中，每个所述支撑部的上端设有沿所述第二模具的纵向方向延伸的滑槽，所述滑槽适用于与所述成形件的固定部的端部滑动配合，通过改变所述固定部在所述滑槽中的位置改变所述裂缝在所述混凝土试件中的位置。
13.本公开还提供一种基于混凝土试件的制备方法，包括：将第一模具及第二模具预安装，以使所述第一模具设置于所述第二模具内、且第一浇筑口及第二浇筑口均向上设置；将所述成形件设置于第二模具的支撑部上，并调节至预设位置；对所述成形件的位于第一模具内的部分的两侧涂抹脱模油后、向所述第一模具内注入混凝土拌合料，并振动所述第二模具直至混凝土搅拌料的浆液由壳体和挡板的顶部流出；在温控条件下将所述第一模具、成形件及位于第一模具内的第一混凝土试件由拆卸口移出第二模具；以及在温控条件下，待所述第一混凝土试件初凝后将所述成形件由所述第一混凝土试件中取出、脱模以得到第二混凝土试件、并对第二混凝土试件进行养护，以得到目标混凝土试件。
14.根据本发明所公开的用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具及制备方法，通过固定组件限制成形件与第一模具的相对位置，以使得成形件的至少一部分伸入第一模具内。混凝土拌合料注入并充满浇筑腔的状态下，成形件挤占混凝土拌合料的位置，待混凝土拌合料预凝、并抽出所述成形件的状态下，混凝土试件中形成了与成形件的至少一部分的形状适配的裂缝。
附图说明
15.图1是根据本发明的一种示意性实施例的用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具的立体图；
16.图2是图1所示的示意性实施例的第一模具的立体图；
17.图3是图1所示的示意性实施例的第二模具的立体图；以及
18.图4是图1所示的示意性实施例的成形件的立体图；以及
19.图5是根据本发明的一种示意性实施例的基于用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具制备混凝土试件的流程图。
20.上述附图中，附图标记含义具体如下：
21.1、第二侧板；
22.11、安装槽；
23.2、第一模具；
24.21、肋板；
25.22、第一侧板；
26.3、挡板；
27.4、支撑部；
28.41、滑槽；
29.5、成形件；
30.51、固定部；
31.52、成形部；
32.6、牵拉件；
33.61、螺杆；以及
34.62、螺帽。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。
36.在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。在此使用的所有术语包括技术和科学术语具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
37.在本文中，除非另有特别说明，诸如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等方向性术语用于表示基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置、元件或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作。需要理解的是，当被描述对象的绝对位置改变后，则它们表示的相对位置关系也可能相应地改变。因此，这些方向性术语不能理解为对本发明的限制。
38.在使用类似于“a、b和c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。在使用类似于“a、b或c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b或c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。
39.图1是根据本发明的一种示意性实施例的用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具的立体图。
40.本发明的示意性实施例提供一种用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具，如图1所示，包括第一模具2、成形件5及固定组件。第一模具2内限定浇筑腔，第一模具2设有适用于向浇筑腔内注入混凝土拌合料的第一浇筑口。成形件5设置于第一浇筑口的上方，成形件5部分地伸入浇筑腔内、并与浇筑腔的底面之间形成间隙，以使由成形件的两侧浇筑的混凝土拌合料在所述间隙内结合。固定组件，套设于第一模具2的外侧，适用于支撑第一模具2的外部形状，并安装成形件5，用以将成形件5保持在与第一模具2相对固定的位置。混凝土拌合料预凝、并抽出成形件5的状态下，混凝土试件上形成与成形件5的至少一部分的形状适配的裂缝。
41.在一种示意性的实施例中，适配表征为裂缝的形状与成形件5的外部形状大致相同。
42.在一种示意性的实施例中，第一模具2上设置一个成形件5，以使得混凝土试件上形成一个裂缝。
43.在另一种示意性的实施例中，第一模具2上设置多个成形件5，以使得混凝土试件上形成多个裂缝或复合形状的裂缝。
44.在再一个示意性的实施例中，第一模具2内可设置多个沿深度方向设置的隔板，以形成多个浇筑腔，每个浇筑腔内可设置一个或多个成形件5，以使得第一模具2内形成多个混凝土试件。
45.这样的实施方式中，依据混凝土试件需要形成的裂缝的位置，可通过固定组件将成形件5设置于与第一模具2适合的相对位置。由于成形件5挤占了第一模具2中混凝土拌合料的位置，待混凝土拌合料预凝、并抽出所述成形件5的状态下，混凝土试件中可相应形成适合的裂缝。
46.图2是图1所示的示意性实施例的第一模具2的立体图。
47.根据本公开的实施例，如图1及图2所示，第一模具2包括第一底板及多个第一侧板22。第一侧板2及第一底板之间限定所述浇筑腔。至少一部分第一侧板22的外表面沿浇筑腔的深度方向平行间隔设置有多个肋板21，用以提升所述第一侧板22的结构强度。
48.在一种示意性的实施例中，第一底板及第一侧板均铺设于第二模具的内表面上。
49.在另一种示意性的实施例中，第一底板及第一侧板22一体设置，被构造成一个上端开口的盒式结构。
50.在一种示意性的实施例中，第一模具2包括但不限于采用硬质塑料制成。应当理解，本公开的实施例不限于此。
51.例如，第一模具2包括但不限于采用钢制、木质或其他硬质材料制成。
52.根据本公开的实施例，如图4所示，成形件5包括固定部51及成型部52。固定部51适用于和所述固定组件连接。成形部52从固定部51伸入所述浇筑腔内。固定部51与固定组件连接的状态下，成形部52和所述浇筑腔的底面之间形成所述间隙。
53.在一种示意性的实施例中，固定部51被构造成梁结构，固定部51的向背的两端向外凸出，以使固定部51的长度大于浇筑腔的宽度。
54.详细地，固定部51的下端(如图4所示的下端)一体形成成形部52。
55.进一步的，成形部52被构造成包括但不限于s形(由图4所示的上部向下部的俯视视角)的板形结构。应当理解，本公开的实施例不限于此。
56.例如，成形部52的形状可被构造成直线形，曲线形或其他需要模拟的裂缝的形状。
57.再如，成形部52的两端(如图4所示的左端至固定部51的长度及右端至固定部51的长度)可被构造成不同尺寸。具体地，如左端小于右端、右端小于左端、右端及左端小于中部、右端及左端大于中部或其他尺寸。
58.在另一种示意性的实施例中，固定部51及成形部52可采用可拆卸的连接方式。
59.详细地，固定部51的被构造成s形的梁结构，固定部51的底部沿梁机构的延伸方向形成安装槽。
60.进一步的，成形部52包括但不限于采用具有弹性的硬质薄片(如薄铁片)，在装配
状态下，成形部52和安装槽配合的端部沿安装槽的延伸方向穿入，由于硬质薄片具有弹性，成形部52的原理安装槽的端部可沿梁结构的形状发生形变，以形成s形的成形部52。应当理解，本公开的实施例不限于此。
61.例如，固定部51和成形部52可采用包括但不限于螺栓固定及其他连接方式进行装配。
62.这样的实施方式中，固定部51用于和固定组件配合，以将成形件5保持在与第一模具2适合的相对位置。成形部52的形状适用于在混凝土试件中形成相应形状的。
63.根据本公开的实施例，如图4所示，成形部52被构造成板形结构，成形部52的靠近浇筑腔的底面的端部的厚度小于或等于远离所述底面的端部。
64.在一种示意性的实施例中，如图4所示，成形部52的底部的厚度小于顶部的厚度，以使得成形部52的下端部形成刃形。
65.这样的实施方式中，基于成形部52所形成的裂缝的位于混凝土试件中部的部分的宽度小于位于侧部的部分，以使模拟的裂缝与混凝土结构的实际使用过程中所形成裂缝的形状相似，且有利于成形部52由混凝土试件中取出。
66.图3是图1所示的示意性实施例的第二模具的立体图。
67.根据本公开的实施例，如图3所示，固定组件包括第二模具及至少一对支撑部4.第二模具套设于第一模具2的外侧，适用于限制第一模具2在注入所述混凝土拌合料的状态下向外侧发生的至少一部分形变。至少一对支撑部4分别对称设置于所述第二模具的外壁上，一对支撑部4之间适用于固定一个成形件5。
68.在一种示意性的实施例中，第二模具包括但不限于采用钢制材质制成。
69.详细地，第一模具2的第一底板及第一侧板22紧贴第二模具的内壁设置。
70.在一种示意性的实施例中，一对支撑部4中包括但不限于两个支撑部4。
71.详细地，两个支撑部4的同侧端面内适用于连接固定部51的两端。应当理解，本公开的实施例不限于此。
72.例如，可在第二模具上沿长度方向设置多对支撑部4，以固定多个成形件5。
73.这样的实施方式中，第二模具的内表面抵靠在第一模具2的外表面上，适用于对第一模具2进行支撑，以限制第一模具2内注入的混凝土拌合料所导致的第一模具2的形变。
74.根据本公开的实施例，如图3所示，第二模具包括第二底板、一对第二侧板及一对挡板。一对第二侧板1，在轴向方向上安装在第二底板的两侧。一对挡板分别可拆卸地嵌装在一对第二侧板1的端部之间，第二底板、第二侧板1和挡板3形成适用于容纳所述第一模具的容纳空间。
75.这样的实施方式中，待混凝土试件预凝后可沿拆卸口(第二模具的长度方向)将第一模具2及第一混凝土试件移出，以进行后续的处理。由于拆卸口形成于第二模具的内壁的延伸方向，因此，在移动第一模具2的过程中不会对第一模具2造成阻挡，可较为有效的防止第一模具2移动的过程中发生损伤，有利于保证第一模具2中的第一混凝土试件的完整性。
76.根据本公开的实施例，如图3所示，第二模具还包括牵拉件6，牵拉件6螺杆61及两个螺帽62。螺杆61的两端分别套设于第二侧板1上。两个螺帽62，分别设置于螺杆61的端部、并抵靠在第二侧板1的外侧，以限制两个第二侧板1之间的间距。
77.在一种示意性的实施例中，两个第二侧板的前端及后端的上部均向上凸出形成凸
出部，凸出部内形成适用于套设螺杆61的安装孔。
78.详细地，安装孔包括但不限于被构造成方孔。
79.进一步的，螺杆61的中部被构造成与方孔的形状和尺寸大致相同的方杆结构。
80.更进一步的，螺杆61由侧壁伸出的两端分别通过螺纹和螺帽62螺纹配合。应当理解，本公开的实施例不限于此。
81.例如，螺杆61的一端一体制出一个凸块，在和安装孔装配的过程中，未设置凸块的端部顺次穿入相对的两个安装孔内，待螺杆61由安装孔穿出后，将螺帽62安装在螺杆61的该端上。
82.在另一种示意性的实施例中，安装孔被构造成圆形、椭圆形及多边形中的至少一种。
83.详细地，螺杆61穿入安装孔的部分被构造成与安装孔的形状和尺寸大致相同的杆结构。
84.这样的实施方式中，螺帽62和螺杆61进行装配的状态下，抵靠在壳体1的侧壁的外表面上，适用于对壳体1的相对的侧壁进行牵拉，以限制两个侧壁之间的间距。可较为有效的防止第二模具发生形变。
85.根据本公开的实施例，如图3所示，第二侧板的两端的内侧设有安装槽，所述挡板的两侧结合在安装槽11内。
86.在一种示意性的实施例中，安装槽11被构造成沿竖直方向延伸。
87.详细地，挡板3嵌装在安装槽11内。
88.根据本公开的实施例，如图3所示，每个支撑部的上端设有沿第二模具的纵向方向延伸的滑槽41，滑槽适用于与成形件5的固定部的端部滑动配合，通过改变固定部在滑槽中的位置改变裂缝在混凝土试件中的位置。
89.在一种示意性的实施例中，如图3所示，支撑部4被构造成f形，支撑部4的中部形成滑槽41。
90.详细地，滑槽41沿水平方向设置，滑槽41的延伸方向与第二模具的长度方向(由上至下)一致。
91.这样的实施方式中，滑槽41适用于对成形件55进行引导，以使在将第一模具2及形成于第一模具2内的第一混凝土试件由第二模具移出的过程中，成形件55与第一混凝土试件的相对位置基本不变。可较为有效的防止第一混凝土试件在移出过程中与成形件55发生相对位于、所导致的损伤。
92.图5是根据本发明的一种示意性实施例的基于用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具制备混凝土试件的流程图。
93.本发明的示意性实施例还提供一种基于用于预制具有裂缝的混凝土试件的模具制备混凝土试件的方法。
94.根据本公开的实施例，如图5所示，包括：将第一模具2及第二模具预安装，以使第一模具2设置于第二模具内、且第一浇筑口及第二浇筑口均向上设置；将成形件5设置于第二模具的支撑部4上，并调节至预设位置；对成形件5的位于第一模具2内的部分的两侧涂抹脱模油后、向第一模具2内注入混凝土拌合料，并振动第二模具直至混凝土搅拌料的浆液由第二模具和挡板3之间流出；在温控条件下将第一模具2、成形件5及位于第一模具2内的第
一混凝土试件由拆卸口移出第二模具；在温控条件下，待第一混凝土试件初凝后将成形件5由第一混凝土试件中取出、脱模以得到第二混凝土试件、并对第二混凝土试件进行养护，以得到目标混凝土试件。
95.在一种示意性的实施例中，将第一模具2及第二模具预安装包括：
96.将第一模具2的第一底板及第一侧板22铺设于第二模具的底面、侧壁的内表面及拆卸口位置，以使第一模具2形成立方体结构；
97.将挡板3的两端插入同侧的安装槽11内，以将拆卸口遮蔽；
98.将螺杆61沿水平方向穿过第二模具，并在螺杆61的端部装配螺帽62，直至螺帽62抵靠在壳体1的侧壁的外表面上。
99.在一种示意性的实施例中，将成形件5设置于第二模具的支撑部4上，并调节至预设位置包括：
100.将成形件5的固定部51沿滑槽41推入同侧的支撑部4内；
101.依据预设的在混凝土试件上形成裂缝的位置，调节成形件55与滑槽41的相对位置。
102.在一种示意性的实施例中，对成形件5的位于第一模具2内的部分的两侧涂抹脱模油后、向第一模具2内注入混凝土拌合料，并振动第二模具直至混凝土搅拌料的浆液由第二模具的壳体1和挡板3的顶部流出包括：
103.将成形件5的成形部5252的两侧表面均匀涂注脱模油；
104.将第二模具设置于温控室内、并放置于振捣台上，在振动状态下，由成形件的两侧向浇筑腔内注入混凝土拌合料，以使混凝土拌合料较为均匀且致密的分布于第一模具2内；
105.直至混凝土拌合料的浆液由壳体1和挡板3的顶部流出。
106.在一种示意性的实施例中，在温控条件下将第一模具2、成形件5及位于第一模具2内的第一混凝土试件由拆卸口移出第二模具包括：
107.基于温控室形成的温控条件使得第一混凝土试件初凝；
108.分别将螺杆61及挡板3拆除；
109.将第一模具2(含第一混凝土试件)由拆卸口移出。
110.在一种示意性的实施例中在温控条件下，待第一混凝土试件初凝后将成形件5由第一混凝土试件中取出、脱模以得到第二混凝土试件、并对第二混凝土试件进行养护，以得到目标混凝土试件包括：
111.在规定条件下，将成形件5由第一混凝土试件中取出；
112.将第一混凝土试件由第一模具2中脱模以形成第二混凝土试件(例如，24至48小时之间进行脱模)；
113.基于温控室形成的温控条件对第二混凝土试件进行养护以得到目标混凝土试件(例如养护27天)。
114.本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行若干种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行若干种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
115.以上具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，
应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。