【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及灰岩质文物保护修复领域，特别是涉及一种灰岩质文物层界面粘接力的测试方法。
技术介绍
1、但是，由于其主要的材料为各种石材，其组成材料多数是耐腐蚀性较差的无机矿物质，并且大部分分布在各种野外环境中，没有任何保护措施，历经岁月沧桑，日晒雨淋，都受到了不同程度的破坏，风化问题严重。尤其是近代工业的发展和随之而来的环境污染，还有不同程度的、自觉或不自觉的人为破坏因素，更加速了石质文物的破坏速率。不同类型矿物构成石质文物中，以白云石和方解石为主要成分的石灰岩开凿而成的石窟寺由于质脆、岩性强度低、后期胶结物填充的特点使得岩体和文物本体风化严重，局部缺失、裂隙等病害滋生频发，降低了岩体的质量，进而使得开裂岩体逐渐碎裂、掉块，乃至于最终坍塌，导致石质文物信息完全破坏和最终消失。
2、对于已经产生裂隙、局部缺失和不当修复等病害的灰岩质文物的抢救性保护修复，修复的主要措施是通过粘接技术实现。特定环境下灰岩质文物的粘接修复技术的工程实施是一个材料筛选、基础试验、模拟修复、现场修复和反复论证的过程。材料筛选环节中的重要评价指标就是选择出与灰岩石质文物的抗拉强度相适应的材料。材料选择的过程中，需要对多种不同材料展开粘接力试验研究，而如何快速制样和测试是后期材料耐候性试验、指导工程实践的关键节点，是影响整个修复周期时长的重要因素。因此，研究灰岩质文物多种材料粘接界面粘接力测试方法，对于实现高效测试、对比试验结果的可靠性和后续修复实践具有重要的工程指导意义。
3、目前，粘接材料的粘接强度测试一般是使用吨位较大的万能试验机
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本专利技术提供一种灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，适用于文物保护修复现场试验设备不够完善而需要对多种粘接材料的粘接力进行测试的应用场景，节约了时间周转和人力资源投入。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，包括以下步骤：
4、步骤一、制备出多个灰岩试样；
5、步骤二、制作出反力板，使得所述反力板上形成凿毛区域；
6、步骤三、取一个所述灰岩试样作为下部试样，将所述下部试样的下表面粘接于所述反力板上的所述凿毛区域；
7、步骤四、取另一个所述灰岩试样作为上部试样，将所述上部试样的上表面粘接于粘接盘上；
8、步骤五、将所述上部试样的下表面和所述下部试样的上表面通过拟筛选粘接材料粘接在一起，进而形成模拟试样；
9、步骤六、将上端设置有连接头的连接杆安装于所述粘接盘上，将层间粘接强度测试仪放置于所述反力板上，并使得所述层间粘接强度测试仪的拉力杆与所述连接头对接，通过调节所述拉力杆向所述连接头施加向上的拉力，使得拉紧所述模拟试样，打开所述层间粘接强度测试仪的开关，设置合适的加载速率，点击加载，直至所述模拟试样完全被拉裂破坏，以完成界面粘接力测试试验。
10、可选地，在步骤一中，使用自动切石机将灰岩岩芯按照试验方案要求切割成所需尺寸的灰岩初步样品；
11、用游标卡尺测量所述灰岩初步样品两端面距离，在所述灰岩初步样品表面均匀选择4个点，游标卡尺与所述灰岩初步样品的表面边缘相接触，每90°测量一次，求4个值的最大差值，使得两端面平行度的误差控制在≤0.05mm范围内，对于两端面平行度不合格的所述灰岩初步样品用手持砂轮机和砂纸反复打磨，直至两端面平行度误差满足≤0.05mm的范围内；
12、用游标卡尺测量所述灰岩初步样品的直径，测量次数根据高径比确定，高径比大于1的所述灰岩初步样品沿高度方向等间距测量5次，高径比不大于1的所述灰岩初步样品沿高度方向等间距测量3次，求平均值，使得直径的误差控制在≤0.3mm范围内，对于沿高度方向直径不合格的所述灰岩初步样品用手持砂轮机和砂纸反复打磨，直至沿高度方向直径误差满足≤0.3mm的范围内，以得到所述灰岩试样。
13、可选地，在步骤二中，先通过切割制得正方形钢板，根据所述灰岩试样的尺寸，在所述正方形钢板中央位置使用切割机凿毛与所述灰岩试样的下表面同样大小的区域以形成所述凿毛区域。
14、可选地，在步骤三中，使得所述下部试样与所述凿毛区域位置相对应，使用粘接剂将所述下部试样的下表面与所述反力板粘接在一起；在所述反力板上设置第一围筒，并使得所述第一围筒套设于所述下部试样的外部，在所述下部试样与所述第一围筒的间隙之间灌注粘接剂，对所述下部试样和所述反力板进一步粘接；粘接完成的所述下部试样使用f型夹具夹持，待粘接剂完全固化后取下所述f型夹具。
15、可选地，在步骤四中，使用粘接剂将所述上部试样的上表面与所述粘接盘粘接在一起；在所述粘接盘上设置第二围筒，并使得所述第二围筒套设于所述上部试样的外部，在所述上部试样与所述第二围筒的间隙之间灌注粘接剂，对所述上部试样和所述粘接盘进一步粘接；粘接完成的所述上部试样使用f型夹具夹持，待粘接剂完全固化后取下所述f型夹具。
16、可选地，在步骤五中，采用能够限定拟筛选粘接材料厚度的模具安装于所述下部试样上，在所述模具中灌入有机粘接材料，将所述上部试样安装于所述模具的上方，使得所述上部试样和所述下部试样通过所述有机粘接材料进行粘接，待完全固化形成有机粘接层之后拆除所述模具；在所述有机粘接层预留的空腔区域缠绕一圈透明塑料片，所述下部试样的上表面、所述上部试样的下表面、所述有机粘接层的外表面与所述透明塑料片之间形成一个围堰区域，将无机粘接材料注入到围堰区域，并在试验台上手动振动，排除所述无机粘接材料内部气泡，使得所述无机粘接材料将所述上部试样和所述下部试样进行粘接，待完全固化后形成包裹于所述有机粘接层外围的无机粘接层，之后拆除所述透明塑料片。
17、可选地，在步骤六中，所述连接杆为连接螺杆，所述粘接盘的上部设置有螺纹安装孔，将所述连接螺杆安装于所述螺纹安装孔中，进而将所述连接螺杆和所述连接头安装于所述粘接盘上。
18、可选地，在步骤六中，所述层间粘接强度测试仪包括操作主机，所述操作主机上设置有贯穿上下两端的中心螺纹孔，所述拉力杆包括行程调节螺杆和设置于所述行程调节螺杆下端的连接块，所述连接块的下部设置有贯穿两侧及下部的安装孔，所述安装孔包括由上至下依次连接的圆柱孔和矩形孔，所述连接头为球状结构，所述行程调节螺杆安装于所述中心螺纹孔中，所述行程调节螺杆的上端固定套设有手轮；使得所述连接头和所述连接杆分别位于所述圆柱孔和所述矩形孔中，转动所述手轮使得所述行程调节螺杆向上转动，进而带动所述连接头向上运动，以施加向上的拉力，使得拉紧所述模拟试样。
19、可选地，在步骤六中，所述层间粘接强度测试仪还包括水准气泡和多个反力柱，所述水准气泡设置于所述形成调节螺杆的顶端，所述操作主机的下表面设置有多个周边螺纹孔，各所述反力柱的上端均螺纹安装于一个所述周边螺纹孔中；将多个所述反力本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤一中，使用自动切石机将灰岩岩芯按照试验方案要求切割成所需尺寸的灰岩初步样品；
3.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤二中，先通过切割制得正方形钢板，根据所述灰岩试样的尺寸，在所述正方形钢板中央位置使用切割机凿毛与所述灰岩试样的下表面同样大小的区域以形成所述凿毛区域。
4.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤三中，使得所述下部试样与所述凿毛区域位置相对应，使用粘接剂将所述下部试样的下表面与所述反力板粘接在一起；在所述反力板上设置第一围筒，并使得所述第一围筒套设于所述下部试样的外部，在所述下部试样与所述第一围筒的间隙之间灌注粘接剂，对所述下部试样和所述反力板进一步粘接；粘接完成的所述下部试样使用F型夹具夹持，待粘接剂完全固化后取下所述F型夹具。
5.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤
6.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤五中，采用能够限定拟筛选粘接材料厚度的模具安装于所述下部试样上，在所述模具中灌入有机粘接材料，将所述上部试样安装于所述模具的上方，使得所述上部试样和所述下部试样通过所述有机粘接材料进行粘接，待完全固化形成有机粘接层之后拆除所述模具；在所述有机粘接层预留的空腔区域缠绕一圈透明塑料片，所述下部试样的上表面、所述上部试样的下表面、所述有机粘接层的外表面与所述透明塑料片之间形成一个围堰区域，将无机粘接材料注入到围堰区域，并在试验台上手动振动，排除所述无机粘接材料内部气泡，使得所述无机粘接材料将所述上部试样和所述下部试样进行粘接，待完全固化后形成包裹于所述有机粘接层外围的无机粘接层，之后拆除所述透明塑料片。
7.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤六中，所述连接杆为连接螺杆，所述粘接盘的上部设置有螺纹安装孔，将所述连接螺杆安装于所述螺纹安装孔中，进而将所述连接螺杆和所述连接头安装于所述粘接盘上。
8.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤六中，所述层间粘接强度测试仪包括操作主机，所述操作主机上设置有贯穿上下两端的中心螺纹孔，所述拉力杆包括行程调节螺杆和设置于所述行程调节螺杆下端的连接块，所述连接块的下部设置有贯穿两侧及下部的安装孔，所述安装孔包括由上至下依次连接的圆柱孔和矩形孔，所述连接头为球状结构，所述行程调节螺杆安装于所述中心螺纹孔中，所述行程调节螺杆的上端固定套设有手轮；使得所述连接头和所述连接杆分别位于所述圆柱孔和所述矩形孔中，转动所述手轮使得所述行程调节螺杆向上转动，进而带动所述连接头向上运动，以施加向上的拉力，使得拉紧所述模拟试样。
9.根据权利要求8所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤六中，所述层间粘接强度测试仪还包括水准气泡和多个反力柱，所述水准气泡设置于所述形成调节螺杆的顶端，所述操作主机的下表面设置有多个周边螺纹孔，各所述反力柱的上端均螺纹安装于一个所述周边螺纹孔中；将多个所述反力柱放置于所述反力板上，拉紧所述模拟试样之后，调整所述操作主机上的多个所述反力柱，使得所述水准气泡居中。
...【技术特征摘要】
1.一种灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤一中，使用自动切石机将灰岩岩芯按照试验方案要求切割成所需尺寸的灰岩初步样品；
3.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤二中，先通过切割制得正方形钢板，根据所述灰岩试样的尺寸，在所述正方形钢板中央位置使用切割机凿毛与所述灰岩试样的下表面同样大小的区域以形成所述凿毛区域。
4.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤三中，使得所述下部试样与所述凿毛区域位置相对应，使用粘接剂将所述下部试样的下表面与所述反力板粘接在一起；在所述反力板上设置第一围筒，并使得所述第一围筒套设于所述下部试样的外部，在所述下部试样与所述第一围筒的间隙之间灌注粘接剂，对所述下部试样和所述反力板进一步粘接；粘接完成的所述下部试样使用f型夹具夹持，待粘接剂完全固化后取下所述f型夹具。
5.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤四中，使用粘接剂将所述上部试样的上表面与所述粘接盘粘接在一起；在所述粘接盘上设置第二围筒，并使得所述第二围筒套设于所述上部试样的外部，在所述上部试样与所述第二围筒的间隙之间灌注粘接剂，对所述上部试样和所述粘接盘进一步粘接；粘接完成的所述上部试样使用f型夹具夹持，待粘接剂完全固化后取下所述f型夹具。
6.根据权利要求1所述的灰岩质文物层界面粘接力的测试方法，其特征在于，在步骤五中，采用能够限定拟筛选粘接材料厚度的模具安装于所述下部试样上，在所述模具中灌入有机粘接材料，将所述上部试样安装于所述模具的上方，使得所述上部试样和所述下部试样通过所述有机粘接材料进行粘接，待完全固化形成有机粘接层之后拆除所述模具；在...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，黄井镜，裴强强，吴海林，李志强，郭青林，
申请(专利权)人：敦煌研究院，
类型：发明
国别省市：
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