专利名称：外墙粉刷系统抗裂性试验机及试件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种外墙粉刷系统抗裂性试验机及试件的制作方法，它属于建筑构件 的抗裂性能的试验装置。
背景技术：
建筑物外墙(包括混凝土墙和砌筑墙)由于干燥收缩等原因，其基层可能会产生 裂缝使得其外面的粉刷层也产生裂缝，影响美观并可能引发渗漏水。为解决外墙粉刷系统 开裂问题，目前许多厂家推出了形形色色的防裂抗裂产品，现行的技术规范也提出了多种 抗裂措施。但目前却没有可靠的装备和试验方法来证实这些产品和措施的抗裂效果。如果 不能有效证明这些产品和这些抗裂措施的真实抗裂性能，直接使用，可能会使得建筑工程 成本提高却不能解决外墙粉刷系统开裂的问题。如果能够在这些产品和抗裂措施用于工程 项目之前就能对它们进行抗裂性测试，就能事先淘汰无效产品、减少不必要的措施，节省大 量人力物力，保证工程质量。因此有必要对墙体及其粉刷层的抗裂性进行研究，而进行研究 的前提就是要研制一种实用的抗裂性试验机、并明确抗裂性试验方法。通常拉伸试验一般 采用材料拉伸试验机。材料试件一般尺寸较小，目前尚未发现专用的或适合用于拉伸墙体 试件、模拟墙体开裂时状况的试验机。具体原因是墙体试件体积庞大，试件的装夹、裂缝宽 度测量仪器的安装等操作在现有试验机上无法实现。现有试验机都是采用电动机产生动力，再经过液压装置或蜗轮丝杆机构将电动机 的旋转运动转换为拉伸所需的直线的运动。按照现有试验机的原理专门设计适合拉伸墙体 试件的专用试验机理论上是可行的，但成本将十分高昂。利用现有技术设计生产能将墙体缓慢拉开的试验设备必然存在设备体积庞大，生 产成本高的缺点。目前尚未有人尝试生产这种试验机。而实际工程中墙体开裂的现象屡见 不鲜，已经成为建筑工程的通病。

发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，试验成本低且易于实施的外墙粉刷系统抗 裂性试验机及试件的制作方法。本发明的目的是这样实现的—种外墙粉刷系统抗裂性试验机，其特征在于它包括底座、由底座和侧板组成的U 型机架、设置在U型机架上部的钢托混凝土底板，所述的钢托混凝土底板的两端通过传力 螺栓固定在所述的U型机架的侧板上；在所述的钢托混凝土底板的底部设置一导轨；在所 述的U型机架内侧靠近钢托混凝土底板的部位设置有空心膨胀杆。所述的U型机架由两条平行设置的槽钢构成的底座和设置在底座上的侧板构成， 侧板的下部折弯成90度角且折角处为圆弧角，所述的侧板的折弯的水平部分与底座焊接 连接。在所述的侧板上设置有增加刚度的加强肋；在所述的U型机架的侧板内侧设置有放置并可调节导轨高度的钢牛腿。所述的空心膨胀杆为两端封堵的厚壁管，空心膨胀杆的靠近两端部位设置有进水 水嘴和出水水嘴，所述的空心膨胀杆两端头固定在U型机架的侧板上。所述的空心膨胀杆对称设置在钢托混凝土底板的下方。所述的空心膨胀杆对称设置在钢托混凝土底板的两侧部位，与钢托混凝土底板在 同一水平位置上。所述的钢托混凝土底板由两个大小相同且在同一水平面的钢托盘通过控缝螺栓 连接在一起，且在所述的钢托盘的上表面设置有普通混凝土层而构成。所述的空心膨胀杆的进水水嘴通过一个循环水泵连接到一个加热水槽，其出水水 嘴直接连接到该加热水槽。一种用于外墙粉刷系统抗裂性试验机试件的制作方法，其特征在于它包括如下的 步骤首先在外墙粉刷系统抗裂性试验机的钢托混凝土底板的普通混凝土层的表面涂 刷I型混凝土界面剂，并在钢托混凝土底板的钢托盘的拼缝位置按照常规的挂钢丝网的要 求进行挂网；挂网后可立即进行找平层的抹灰，找平层宽度比钢托混凝土宽度窄100mm，使 试件两侧各露出便于观察混凝土基层上裂缝产生情况的50mm宽的混凝土表面；找平层进 行养护后开始制作防水层，即刮抹3mm厚防水砂浆，待防水砂浆固化后，在刮抹第2道防水 砂浆，使防水层厚度达到建筑设计厚度，所述的防水层宽度与找平层相同；在防水层完成养 护后进行饰面层的制作，完成饰面层的制作后进行至少三天的养护。所述的钢丝网钢丝直径1mm，网孔尺寸为20mmX20mm，网片宽度300mm ；抹灰时将 整个钢丝网片包裹在灰浆内部，抹灰层厚度为15mm。本发明可以实现模拟墙体干燥收缩产生裂缝、能将墙体缓慢拉至开裂，且有非常 低的拉伸速度，拉伸速度宜低至O.Olmm/min，而且在一定范围内可调。其次，本发明应具有 一定的刚度，当试件被拉裂时，立刻停机，产生的裂缝不应大于0. 1mm。本发明的试件的装 夹、裂缝测量装置的安装简单便捷，可以高效地测试外墙粉刷系统的抗裂性，评价抗裂防裂 产品的有效性，找出解决建筑外墙开裂的最有效的办法。本发明结构简单，容易实施；造价 低，运行成本低；操作简单，劳动强度低。


图1为本发明的结构示意2为本发明图1的A-A剖视3为本发明实施例2的结构示意4为本发明图3的B-B剖视图
具体实施例方式下面结合附图1、图2、图3和图4，对本发明进行进一步的说明实施例1，如附图1和图2中所示。本发明的外墙粉刷系统抗裂性试验机包括底座1、侧板7，底座和侧板构成的U型 机架，设置在U型机架上部的钢托混凝土底板3，所述的钢托混凝土底板3的两端通过传力螺栓6固定在所述的U型机架的侧板7上。所述的U型机架由两条平行设置的槽钢构成的 底座1和设置在底座上的侧板7构成，所述的两条平行设置的槽钢36的两端设置有调节稳 定性的螺栓35。所述的侧板的下部折弯成90度角且折角处为圆弧角，使侧板折弯处具有 一定的弹性，所述的侧板的折弯的水平部分与底座1通过焊接连接。所述的钢托混凝土底 板3包括两个部分，一部分是由两个大小相同且在同一水平面的钢托盘34通过控缝螺栓31 将其对称地连接在一起的完整钢托盘，另一部分是在所述的钢托盘34的上表面设置的普 通混凝土层33。在所述的U型机架内靠近钢托混凝土底板3的部位设置有空心膨胀杆2。 所述的空心膨胀杆2为两端封堵的厚壁管，在本实施例中使用铝材作为空心膨胀杆2的制 作材料，因为铝的热膨胀系数较大且具有良好的机械性能。空心膨胀杆2的靠近两端部位 设置有进水水嘴21和出水水嘴22，所述的空心膨胀杆2两端头固定在U型机架的侧板上。 所述的空心膨胀杆2设置在钢托混凝土底板3的下方。为了增加本发明试验机的整体强度 和刚性，在所述的侧板7上设置有增加刚度的加强肋71 ；在所述的U型机架的侧板内侧设 置有放置导轨5并可调节导轨5高度的钢牛腿4。所述的空心膨胀杆2的进水水嘴21连接 到一个微型循环水泵上，而水泵的进水口连接至一个加热水槽，膨胀杆2的出水水嘴22直 接连接到所述加热水槽。钢托混凝土底板可以根据试验的需要制作多个，以便批量制作外 墙粉刷系统试件，提高试验效率。然后在钢托混凝土底板上制作由抹灰层、防水层和饰面层 构成的外墙粉刷系统32，这样就构成了多个试验用的试件。进行试验时，可以将养护好的试 件整体安装在本发明的U型机架上。所述的外墙粉刷系统的构成属于现有技术的部分，通常是根据建筑设计的要求来 确定材料和粉刷的厚度的。抹灰层是由抹灰砂浆涂抹在基层墙体表面，在外墙粉刷系统中 起找平、保护作用的构造层。饰面层是外墙粉刷系统的装饰构造层，包括涂料饰面层、装饰 砂浆饰面层和瓷砖饰面层。所述的外墙粉刷系统抗裂性试验机的试件的制作方法，它包括如下的步骤，即在 钢托混凝土底板上制作外墙粉刷系统。首先在外墙粉刷系统抗裂性试验机的钢托混凝土底板3的普通混凝土层33的表 面涂刷I型混凝土界面剂，并在钢托混凝土底板3的钢托盘的拼缝位置按照常规的挂钢丝 网的挂网要求进行挂网；挂网后可立即进行找平层的抹灰，找平层宽度比钢托混凝土宽度 窄100mm，使试件两侧各露出50mm宽的混凝土表面，用于在试验时观察混凝土基层上的裂 缝的产生；抹灰时应注意将整个钢丝网片包裹在灰浆内部，抹灰层厚度为15mm。找平层进 行养护后开始制作防水层，即刮抹3mm厚防水砂浆，待防水砂浆固化后，在刮抹第二道防水 砂浆，使防水层厚度达到建筑设计厚度，所述的防水层宽度与找平层相同；通常找平层的养 护的时间为两天，防水层的养护的时间为三天。在防水层完成养护后进行涂料类饰面层的 粉刷或粘贴瓷砖，完成饰面层的制作后进行至少三天的养护。涂料类饰面层的粉刷需要根 据饰面层所使用的材料的施工要求进行粉刷。在本实施例中，所述的钢丝网钢丝直径1mm，网孔尺寸为20mmX20mm，网片宽度 300mm ；抹灰时将整个钢丝网片包裹在灰浆内部。本发明的具体试验步骤如下1)将制备好的试样安装在上述抗裂试验机上，旋松钢托混凝土底板上的控缝螺 栓；
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2)开动本发明的试验机，即启动循环水泵并对循环水加热，在本实施例中，通过启 动加热水槽和微型循环水泵向所述的空心膨胀杆2提供循环加热的水，加热的水通过进水 水嘴21进入空心膨胀杆2，再由出水水嘴流出，沿管路流回所述加热水槽。调节水槽的升温 速度就可以控制拉伸速度，按每分钟拉伸0. Olmm 0. 03mm的速率拉伸试件；3)当试件的混凝土基层出现裂缝时，开始测量其裂缝的宽度并记录；4)持续步骤2和步骤3，每隔Imin至少测量并记录一次裂缝宽度；5)持续步骤4，直至饰面层出现裂缝。饰面层出现裂缝前记录到的混凝土基层的最大裂缝宽度即为系统的抗裂性检测 结果。本发明的工作原理如下使用本发明的试验机时需要对试件施加拉力并最终产生不到Imm的裂缝。底座与 侧板的连接虽然为焊接，但是由于侧板的下部为折弯90度且带有一定的圆弧，而要求侧板 的上部的位移非常小(每侧不到0. 5mm)，所以相对整个侧板来说，这是一种弹性连接。在U型机架上安装空心膨胀杆，此时如果给膨胀杆中通以热水，膨胀杆就会膨胀 伸长。取膨胀杆的长度为lm，铝的膨胀系数为2. 7 X ΙΟ"5,可以算得，温度每上升1V，膨胀杆 伸长0. 027mm。如果试验时将温度由30°C上升至80°C，那么膨胀杆的伸长量可达1. 35mm。 完全可以满足使用要求。当安装上试件后，需要旋紧传力螺栓6，空心膨胀杆受到约束产生弹性力作用于侧 板上，此时侧板的折弯处可看做是铰链，侧板的其他部位可以看做是刚体。试件对侧板的 作用力与膨胀杆对侧板的作用力达到平衡。当开始对膨胀杆通以不断升温的水时，膨胀杆 逐渐受热膨胀，侧板的上端将产生位移，对试件施加拉力直至试件被拉裂，停止加热结束试 验。由于膨胀杆、侧板、试件受力后都将产生一定的弹性变形，所以最终温升50°C时侧板的 上端的位移可能达不到1mm，但也足以满足试验要求。实施例2，如图3和图4中所示为了进一步的保证试件受力均勻，不容易出现两侧裂缝宽度不一致的现象。在本 实施例中所述的空心膨胀杆25设置在钢托混凝土底板3的两侧部位，与钢托混凝土底板3 在同一水平位置上。本实施例中侧板7的加强肋72应焊接在侧板的上部且为水平方向设置。本实施例的其他部分与实施例1完全相同。
权利要求
一种外墙粉刷系统抗裂性试验机，其特征在于它包括底座(1)、由底座和侧板(7)组成的U型机架、设置在U型机架上部的钢托混凝土底板(3)，所述的钢托混凝土底板(3)的两端通过传力螺栓(6)固定在所述的U型机架的侧板(7)上；在所述的钢托混凝土底板(3)的底部设置一导轨(5)；在所述的U型机架内侧靠近钢托混凝土底板(3)的部位设置有空心膨胀杆(2)。
2.如权利要求1中所述的外墙粉刷系统抗裂性试验机，其特征在于所述的U型机架由 两条平行设置的槽钢构成的底座⑴和设置在底座上的侧板(7)构成，侧板的下部折弯成 90度角且折角处为圆弧角，所述的侧板的折弯的水平部分与底座(1)焊接连接。
3.如权利要求1中所述的外墙粉刷系统抗裂性试验机，其特征在于在所述的侧板(7) 上设置有增加刚度的加强肋(71、72)；在所述的U型机架的侧板内侧设置有放置并可调节 导轨(5)高度的钢牛腿⑷。
4.如权利要求1中所述的外墙粉刷系统抗裂性试验机，其特征在于所述的空心膨胀杆 (2)为两端封堵的厚壁管，空心膨胀杆(2)的靠近两端部位设置有进水水嘴(21)和出水水 嘴(22)，所述的空心膨胀杆(2)两端头固定在U型机架的侧板上。
5.如权利要求4中所述的外墙粉刷系统抗裂性试验机，其特征在于所述的空心膨胀杆 (2)对称设置在钢托混凝土底板(3)的下方。
6.如权利要求4中所述的外墙粉刷系统抗裂性试验机，其特征在于所述的空心膨胀杆 (2)对称设置在钢托混凝土底板(3)的两侧部位，与钢托混凝土底板(3)在同一水平位置 上。
7.如权利要求1中所述的外墙粉刷系统抗裂性试验机，其特征在于所述的钢托混凝土 底板(3)由两个大小相同且在同一水平面的钢托盘(34)通过控缝螺栓(31)连接在一起， 且在所述的钢托盘的上表面设置有普通混凝土层(33)而构成。
8.如权利要求1或2或3或4或5或6中所述的外墙粉刷系统抗裂性试验机，其特征 在于所述的空心膨胀杆(2)的进水水嘴(21)通过一个循环水泵连接到一个加热水槽，其出 水水嘴(22)直接连接到该加热水槽。
9.一种用于外墙粉刷系统抗裂性试验机试件的制作方法，其特征在于它包括如下的步骤首先在外墙粉刷系统抗裂性试验机的钢托混凝土底板(3)的普通混凝土层(33)的表 面涂刷I型混凝土界面剂，并在钢托混凝土底板(3)的钢托盘的拼缝位置按照常规的挂钢 丝网的要求进行挂网；挂网后可立即进行找平层的抹灰，找平层宽度比钢托混凝土宽度窄 100mm，使试件两侧各露出便于观察混凝土基层上裂缝产生情况的50mm宽的混凝土表面； 找平层进行养护后开始制作防水层，即刮抹3mm厚防水砂浆，待防水砂浆固化后，在刮抹第 2道防水砂浆，使防水层厚度达到建筑设计厚度，所述的防水层宽度与找平层相同；在防水 层完成养护后进行饰面层的制作，完成饰面层的制作后进行至少三天的养护。
10.如权利要求9中所述的用于外墙粉刷系统抗裂性试验机试件的制作方法，其特征 在于所述的钢丝网钢丝直径1mm，网孔尺寸为20mmX20mm，网片宽度300mm ；抹灰时将整个 钢丝网片包裹在灰浆内部，抹灰层厚度为15mm。
全文摘要
一种外墙粉刷系统抗裂性试验机及试件的制作方法，它属于建筑构件的抗裂性能的试验装置，其特征在于它包括底座、由底座和侧板组成的U型机架、设置在U型机架上部的钢托混凝土底板，所述的钢托混凝土底板的两端通过传力螺栓固定在所述的U型机架的侧板上；在所述的钢托混凝土底板的底部设置一导轨；在所述的U型机架内侧靠近钢托混凝土底板的部位设置有空心膨胀杆。本发明可以实现模拟墙体干燥收缩产生裂缝、能将墙体缓慢拉至开裂，且有非常低的拉伸速度；本发明结构简单，容易实施；造价低，运行成本低；操作简单。
文档编号G01N3/08GK101881711SQ20101020987
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者张阳, 罗刚 申请人:深圳市建筑科学研究院有限公司