彎曲梁流變儀瀝青試件成型模具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于彎曲梁流變儀瀝青試件成型模具，包括底板、內(nèi)模與側(cè)模，底板、兩相鄰內(nèi)模和側(cè)模之間構(gòu)成的半封閉腔體為瀝青試件的成型區(qū)。該成型模具的內(nèi)模和側(cè)模裝卸方便，冷卻后的成型瀝青很容易從模具中脫出。該模具的使用，省去了規(guī)范中使用丙三醇——滑石粉混合物作為隔離劑，節(jié)約資源和時(shí)間，且一次可成型多個(gè)試件，勞動(dòng)強(qiáng)度低，成型效率大大提高；并且模具在成型試件后，不會(huì)發(fā)生瀝青粘在模具上的情況，不需清洗模具，模具不易受損，保證了試件尺寸的精確性，模具的使用壽命大大延長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】彎曲梁流變儀瀝青試件成型模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于公路工程浙青試驗(yàn)領(lǐng)域，涉及一種彎曲梁流變儀浙青試件的成型模具。
【背景技術(shù)】
[0002]浙青路面的低溫裂縫與浙青的低溫性能有關(guān)，美國(guó)公路戰(zhàn)略研究計(jì)劃SHRP(strategic highway research program)證明了浙青性能對(duì)低溫開(kāi)裂問(wèn)題的直接貢獻(xiàn)率為80%。SHRP研究計(jì)劃基于流變學(xué)特性提出使用彎曲梁流變儀(BBR)測(cè)定低溫時(shí)浙青的蠕變勁度(S)和浙青勁度變化率U)。通過(guò)測(cè)定浙青小梁試件在蠕變荷載作用下的勁度可以確定浙青的低溫性能。《公路工程浙青及混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTG E20-2011增補(bǔ)了浙青彎曲蠕變勁度試驗(yàn)(彎曲梁流變儀法)。目前，采用彎曲梁流變儀法進(jìn)行浙青彎曲蠕變勁度試驗(yàn)，已被國(guó)內(nèi)道路工程研究人員大量應(yīng)用?！豆饭こ陶闱嗉盎旌狭显囼?yàn)規(guī)程》JTG E20-2011中浙青彎曲蠕變勁度試驗(yàn)(彎曲梁流變儀法)規(guī)程對(duì)浙青試件的成型模具以及試件制備方法作了詳細(xì)的規(guī)定，規(guī)程中關(guān)于試件金屬模具準(zhǔn)備的規(guī)定如下:
[0003](I)將模具清理干凈，在模具的3個(gè)長(zhǎng)金屬部分的內(nèi)表面涂一層石油基潤(rùn)滑脂，用潤(rùn)滑脂將塑料片平粘到金屬表面；
[0004](2)將塑料片放在金屬表面，用手指擠壓塑料片，靠摩擦力將塑料片壓在金屬表面上；
[0005](3)在兩個(gè)端件的內(nèi)表面涂一層丙三醇和滑石粉的混合物，以防止浙青粘到金屬立而件上；
[0006](4)按規(guī)程中圖T 0627-2安裝模具(圖略)。用O形橡膠環(huán)將模件緊緊捆在一起。檢查模具，用力將塑料片向金屬表面壓，以擠出氣泡；
[0007](5)安裝結(jié)束后，將模具放在室溫下等待澆注浙青。
[0008]經(jīng)過(guò)大量的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該浙青試件的成型模具和試件制備方法存在很多問(wèn)題:
[0009]( I)每次成型試件都需要在模具內(nèi)表面涂隔離劑，既浪費(fèi)材料又浪費(fèi)時(shí)間；
[0010](2)用O形橡膠環(huán)捆綁模件，長(zhǎng)期使用導(dǎo)致橡膠環(huán)變形或彈性下降，將導(dǎo)致模具擺放不穩(wěn)或者底板與側(cè)模、端模之間松動(dòng)，進(jìn)而使成型的浙青試件變形，尺寸精度不足，影響試驗(yàn)結(jié)果；
[0011](3)用力將塑料片向金屬表面壓，以擠出氣泡。此步驟的精準(zhǔn)性很難控制，易造成殘留氣泡。且塑料片經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的高溫浙青的澆注，易變形。
[0012](4)受模具表面清潔程度影響或/和由于試驗(yàn)操作人員操作不規(guī)范，使隔離劑不能非常均勻的粘附在模具表面，會(huì)導(dǎo)致浙青試件粘在模具上，無(wú)法脫模，這樣需要通過(guò)撬杠或者加熱清洗的辦法使浙青脫模，極易損壞模具或/和將模具內(nèi)表面劃傷，特別是模具內(nèi)表面劃傷后，使得成型浙青與模具劃傷部位粘結(jié)強(qiáng)度增大造成脫模更加困難，如此形成一個(gè)惡性循環(huán)，過(guò)早的損壞模具。
[0013](5)每次只能成型一根浙青小梁試件，且需要清洗模具，過(guò)程繁瑣，效率低下。實(shí)用新型內(nèi)容
[0014]技術(shù)問(wèn)題:本實(shí)用新型提供一種模具制作簡(jiǎn)單，操作方便，試件成型效率高的彎曲梁流變儀浙青試件成型模具。
[0015]技術(shù)方案:本實(shí)用新型的浙青彎曲梁流變儀浙青試件的成型模具，包括底板、平行設(shè)置在底板上的多個(gè)內(nèi)模和與內(nèi)模垂直設(shè)置的兩個(gè)側(cè)模，兩個(gè)側(cè)模平行設(shè)置，并分別與內(nèi)模的一端連接，底板、兩相鄰內(nèi)模和側(cè)模之間構(gòu)成的半封閉腔體即為浙青試件的成型區(qū)。
[0016]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案中，內(nèi)模兩端均設(shè)置有凸榫，側(cè)模的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與凸榫相匹配的梯形卡槽，內(nèi)模與側(cè)模之間通過(guò)凸榫和梯形卡槽實(shí)現(xiàn)榫接。
[0017]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案中，成型區(qū)的內(nèi)表面設(shè)置有不粘層。
[0018]上述優(yōu)選方案中，不粘層為氟塑料層。
[0019]上述優(yōu)選方案中，不粘層采用表面靜電噴涂的方法制作，厚度在0.02mm。
[0020]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案中，內(nèi)模兩端的上側(cè)設(shè)置有拉環(huán)。
[0021]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案中，模體的材料為鋁板或不銹鋼板。
[0022]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案中，底板的四角設(shè)置有倒L形固定塊。
[0023]本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選方案中，多個(gè)內(nèi)模尺寸規(guī)格完全相同。
[0024]本實(shí)用新型的浙青試件成型模具，其不粘層與模體內(nèi)表面復(fù)合為一體，以便于成型試件。不粘層的厚度控制在0.02_左右，不會(huì)影響到模具尺寸的精度。通常不粘層為氟塑料層，氟塑料是部分或全部氫被氟取代的鏈烷烴聚合物，如聚全氟乙丙烯、聚四氟乙烯等氟塑料層，可采用表面靜電噴涂的方法制作。
[0025]有益效果:本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0026]與《公路工程浙青及混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTG E20-2011中浙青彎曲蠕變勁度試驗(yàn)(彎曲梁流變儀法)規(guī)程中試件成型的金屬模具相比:
[0027](I)不需在模具內(nèi)表面涂隔離劑，節(jié)約材料與時(shí)間；
[0028](2)具有非常好的不粘效果，無(wú)需再進(jìn)行任何防粘處理，冷卻后的浙青很容易從模具中脫出；
[0029](3)內(nèi)模與側(cè)模之間通過(guò)滑動(dòng)接頭固定，且內(nèi)模頂部有拉鉤，方便填裝與拆卸；
[0030](4)模具不易損壞,模具使用壽命大大延長(zhǎng)；
[0031](5)用該模具成型的浙青試件，表面光潔，免除了滑石粉的影響，提高了浙青試件的質(zhì)量，使試驗(yàn)結(jié)果更精確；
[0032](6) 一次可成型多根浙青小梁試件，過(guò)程簡(jiǎn)單，成型效率大大提高。并且可根據(jù)試驗(yàn)需要，制作更長(zhǎng)的側(cè)模、更多的內(nèi)模和更大的底板，一次成型更多試件。
[0033](7)本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的彎曲梁流變儀浙青試件模具可推廣到其他浙青試件模具，簡(jiǎn)化操作流程，提高成型效率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為試件模具的整體結(jié)構(gòu)外觀示意圖。
[0035]圖2為底板的結(jié)構(gòu)外觀示意圖。
[0036]圖3為內(nèi)模的結(jié)構(gòu)外觀示意圖。[0037]圖4為側(cè)模的結(jié)構(gòu)外觀示意圖。
[0038]圖5為浙青試件外觀示意圖。
[0039]圖6為拉環(huán)結(jié)構(gòu)外觀示意圖。
[0040]圖中有:底板1、內(nèi)模2、側(cè)模3、浙青試件4、拉環(huán)5、凸榫21、梯形卡槽31。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0042]本實(shí)用新型的彎曲梁流變儀試驗(yàn)浙青試件成型模具，包括底板1、平行設(shè)置在底板I上的多個(gè)內(nèi)模2和與內(nèi)模2垂直設(shè)置的兩個(gè)側(cè)模3，兩個(gè)側(cè)模3平行設(shè)置，并分別與內(nèi)模2的一端連接，底板1、兩相鄰內(nèi)模2和側(cè)模3之間構(gòu)成的半封閉腔體即為浙青試件4的成型區(qū)。
[0043]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中，模體的材料為鋁板或不銹鋼板，模體成型的浙青樣品尺寸為:長(zhǎng)127mm± 2.0臟、寬6.35mm±0.05臟、高12.70mm±0.05臟。底板I的四角為倒L形固定塊,可以使安裝好的側(cè)模3和內(nèi)模2固定在底板I上,其厚度為2mm±0.1mm,長(zhǎng)寬高均為5_±0.1_。七根內(nèi)模2尺寸規(guī)格完全相同，除去兩端凸榫21部分的長(zhǎng)方體尺寸為:長(zhǎng)127謹(jǐn)±2.Ctam、寬6.35謹(jǐn)±0.05謹(jǐn)、高12.7Ctam±0.05謹(jǐn)。兩根側(cè)模的尺寸規(guī)格完全相同，包含梯形卡槽31部分的長(zhǎng)方體尺寸為:長(zhǎng)83mm (=6.35mmX 13) ±2.0mm、寬
10.0mm±0.5mm、高12.70mm±0.05mm。內(nèi)模2兩端均設(shè)置有凸榫21，側(cè)模3的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與凸榫相匹配的梯形卡槽31，內(nèi)模2與側(cè)模3之間通過(guò)凸榫21和梯形卡槽31實(shí)現(xiàn)榫接。梯形卡槽31內(nèi)部通過(guò)機(jī)械工藝打磨光滑，且內(nèi)模2兩端上側(cè)各焊接一個(gè)小拉環(huán)5，便于填裝和拆卸。拉壞5焊接在凸榫21上側(cè)，在浙青試件4冷卻后用熱刀切平冷卻后高出模具頂端的浙青樣品時(shí)，不會(huì)影響到熱刀的使用。凸榫和拉環(huán)尺寸大小未定，可根據(jù)實(shí)際加工時(shí)需要改變，但凸榫梯形截面大小不應(yīng)超過(guò)內(nèi)模的截面大小。
[0044]本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中，成型區(qū)的內(nèi)表面設(shè)置有不粘層，其不粘層與模體內(nèi)表面復(fù)合為一體，以便于成型試件。不粘層的厚度控制在0.02_左右，不會(huì)影響到模具尺寸的精度。通常不粘層為氟塑料層，氟塑料是部分或全部氫被氟取代的鏈烷烴聚合物，如聚全氟乙丙烯、聚四氟乙烯等氟塑料層，采用表面靜電噴涂的方法制作。
[0045]氟塑料的優(yōu)點(diǎn)眾多，如:(1)具有寬泛的溫度特性和極高的耐溫特性；(2)具有耐藥品性和耐溶劑性；(3)拉伸強(qiáng)度好；(4)具有不粘性；(5)吸水率低；(6)電性能好。優(yōu)點(diǎn)
(I)?(5)決定了氟塑料適用于作為不粘層，成型浙青試件效果好。其優(yōu)異的電性能使其可以采用靜電噴涂的方法制作。靜電噴涂的工藝原理為:用靜電噴粉設(shè)備把粉末涂料噴涂到工件的表面，在靜電作用下，粉末會(huì)均勻的吸附于工件表面，形成粉狀的涂層；粉狀涂層經(jīng)過(guò)高溫烘烤流平固化，變成效果各異的最終涂層；噴涂效果在機(jī)械強(qiáng)度、附著力、耐腐蝕、耐老化等方面優(yōu)于噴漆工藝。氟塑料的極高的耐溫特性使其比較穩(wěn)定，且無(wú)毒，不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害。
[0046]將模具按要求裝配好后，就可以按照《公路工程浙青及混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTGE20-2011中浙青彎曲蠕變勁度試驗(yàn)(彎曲梁流變儀法)規(guī)程中試件制備的方法制備浙青試件，一次可成型多根浙青小梁試件。
[0047]本實(shí)用新型保護(hù)范圍并不僅限于以上實(shí)施例，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，均包括在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
[0048]下面為使用本實(shí)用新型的模具制備彎曲梁流變儀試驗(yàn)浙青試件的過(guò)程。
[0049](I)模具的準(zhǔn)備
[0050]將模具清理干凈，將底板I放置在水平試驗(yàn)臺(tái)上。首先將兩根側(cè)模3放置好，然后依次將內(nèi)模2通過(guò)拉環(huán)5插入側(cè)模。模具安裝結(jié)束后，如圖1所示，將模具放在室溫下等待澆注浙青。
[0051](2)試件的制備
[0052]I)按《公路工程浙青及混合料試驗(yàn)規(guī)程》JTG E20-2011中T 0602的方法準(zhǔn)備試樣。將浙青在烘箱中加熱，直到浙青充分流動(dòng)，或?yàn)槿菀诐沧⒌臓顟B(tài)。
[0053]2)澆注試件:模具放在室溫下，將浙青從模具的一端向另一端來(lái)回澆注，使浙青略高出模具。傾倒時(shí)使盛樣容器距模具頂端2(T30mm，以單一路徑向另一端澆注浙青，將倒?jié)M浙青的模具在室溫下冷卻45飛Omin。冷卻到室溫后，用熱刀切平冷卻后高出模具頂端的浙青樣品。
[0054]( 3 )試件的存放和脫模
[0055]I)實(shí)驗(yàn)如將I旲具中的試件直于室溫下，試件燒注完后應(yīng)在4h內(nèi)完成試驗(yàn)。
[0056]2)在脫模前，將含試件的金屬模具放在冷卻室或水浴中冷卻，保證試件在脫模時(shí)不變形。冷卻溫度宜采用_5°C ±5°C，冷卻時(shí)間為5?lOmin，僅足夠讓試件變硬，以便試件容易脫模而且不變形，過(guò)度冷卻可能引起浙青膠結(jié)料非期望的硬化，從而增加試驗(yàn)數(shù)據(jù)的變異性。
[0057](4)當(dāng)模具內(nèi)試件已達(dá)到脫模條件時(shí)，宜立即拆掉金屬模具將試件移出?？蓮纳贤禄驈南峦弦来螌?nèi)模2通過(guò)拉環(huán)5小心提出，避免試件變形。在脫模過(guò)程中，宜將試件放在底板I上，防止變形。
【權(quán)利要求】
1.一種彎曲梁流變儀浙青試件成型模具，其特征在于，該模具包括底板(I)、平行設(shè)置在所述底板(I)上的多個(gè)內(nèi)模(2)和與所述內(nèi)模(2)垂直設(shè)置的兩個(gè)側(cè)模(3)，所述兩個(gè)側(cè)模(3)平行設(shè)置，并分別與內(nèi)模(2)的一端連接，底板(I)、兩相鄰內(nèi)模(2)和側(cè)模(3)之間構(gòu)成的半封閉腔體即為浙青試件(4)的成型區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彎曲梁流變儀浙青試件成型模具，其特征在于，所述內(nèi)模(2)兩端均設(shè)置有凸榫(21)，所述側(cè)模(3)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與所述凸榫(21)相匹配的梯形卡槽(31)，內(nèi)模(2)與側(cè)模(3)之間通過(guò)凸榫(21)和梯形卡槽(31)實(shí)現(xiàn)榫接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種彎曲梁流變儀浙青試件成型模具，其特征在于，所述成型區(qū)的內(nèi)表面設(shè)置有不粘層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種彎曲梁流變儀浙青試件成型模具，其特征在于，所述不粘層為氟塑料層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種彎曲梁流變儀浙青試件成型模具，其特征在于，所述不粘層采用表面靜電噴涂的方法制作，厚度在0.02mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的一種彎曲梁流變儀浙青試件成型模具，其特征在于，所述內(nèi)模(2 )兩端的上側(cè)設(shè)置有拉環(huán)(5 )。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的一種彎曲梁流變儀浙青試件成型模具，其特征在于，模體的材料為鋁板或不銹鋼板。
8.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的一種彎曲梁流變儀浙青試件成型模具，其特征在于，所述底板(I)的四角設(shè)置有倒L形固定塊。
9.如權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的一種彎曲梁流變儀浙青試件成型模具，其特征在于，所述的多個(gè)內(nèi)模(2)尺寸規(guī)格完全相同。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK203502274SQ201320640901
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】王昊鵬, 楊軍, 陳先華, 于智光 申請(qǐng)人:東南大學(xué)