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一种持续荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP筋与混凝土的粘结性能试验装置


技术摘要:
本发明是一种持续荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP筋与混凝土的粘结性能试验装置,其特点是,包括腐蚀溶液槽,腐蚀溶液槽内装有腐蚀溶液,在腐蚀溶液槽底部平行放置第一水泥砂浆垫块和第二水泥砂浆垫块,在第一水泥砂浆垫块和第二水泥砂浆垫块上由下至上依次放置依次相接触  全部
背景技术:
海洋或近海等侵蚀环境中的传统混凝土结构,钢筋锈蚀问题严重,极大地影响混 凝土结构的安全和长期耐久性。纤维增强聚合物(FRP)筋,由于具有抗腐蚀、抗疲劳、轻质高 强、非电磁性、易切割等优点,被认为是替代传统钢筋的理想筋材。但FRP筋与钢筋在制作工 艺和力学性能上存在显著差异,FRP筋与混凝土的粘结性能不足,影响了两者的共同工作。 因为服役中的FRP筋混凝土结构是在一定荷载下工作的,且长期处于海洋或近海等腐蚀介 质环境中,所以导致FRP筋与混凝土的粘结性能退化加剧,结构耐久性显著降低。研究持续 荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP筋与混凝土的粘结性能,使FRP筋混凝土能在更恶劣的环境 下进行工作,是建筑结构材料领域的创新方向,也是土木工程研究与应用领域的热点和难 点问题。 现有技术的多因素耦合作用下钢筋与混凝土的粘结性能试验装置通过千斤顶加 载和通过螺栓与螺旋弹簧固定上、下压板之间距离等方式进行试验,这些试验装置存在以 下不足: 一、加载需要反力架,装置复杂,结构笨重,所占空间较大,移动不便,适用范围受 到限制; 二、现有装置不能精确监测所施加荷载的实时变化和试验结束时荷载的减小情 况; 三、FRP筋属于有机材料,不可焊接,已有钢筋与混凝土粘结性能试验装置无法直 接用于FRP筋与混凝土粘结性能的试验; 四、不能准确模拟海洋或近海腐蚀环境FRP筋混凝土结构处于海水、海风侵蚀区时 FRP筋与混凝土粘结性能的退化情况,导致不能有效评估腐蚀环境下FRP筋混凝土结构的安 全性、适用性和长期耐久性。
技术实现要素:
本发明的目的是,针对现有技术中存在的问题,综合采用现有技术进行有机的组 合和创新,提供一种结构简单,制作、安装方便的持续荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP筋与 混凝土的粘结性能试验装置。 实现本发明采用的技术方案是:一种持续荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP筋与混 凝土的粘结性能试验装置,其特征是,包括FRP筋102,第一PVC套管103,第二PVC套管104,所 述第一PVC套管103、第二PVC套管104活动套置在所述FRP筋102外表面,所述FRP筋102与混 凝土101粘结构成FRP筋混凝土拉拔试件1,还包括腐蚀溶液槽3,所述腐蚀溶液槽3内装有腐 3 CN 111579481 A 说 明 书 2/4 页 蚀溶液10,在所述腐蚀溶液槽3底部平行放置第一水泥砂浆垫块401和第二水泥砂浆垫块 402,所述FRP筋混凝土拉拔试件1置在所述第一水泥砂浆垫块401和第二水泥砂浆垫块402 上、且FRP筋混凝土拉拔试件1的混凝土101与第一水泥砂浆垫块401和第二水泥砂浆垫块 402的上平面相接触,所述FRP筋混凝土拉拔试件1的混凝土101上依次设置第一钢垫板5、荷 载传感器6、第二钢垫板7和施压螺母8,FRP筋102的上部依次穿过第一钢垫板5、荷载传感器 6和第二钢垫板7,FRP筋102上部固定的管螺纹与施压螺母8螺纹连接,所述荷载传感器6与 采集仪9电连接。 所述的FRP筋102上部固定的管螺纹的结构是带有外螺纹的钢套管2通过粘接剂固 定在FRP筋102上。 所述的腐蚀溶液10的液面高于所述的混凝土101的上表面10mm。 所述腐蚀溶液10是盐溶液、酸溶液或碱溶液。 所述腐蚀溶液槽3是钢化塑料。 本发明一种持续荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP筋与混凝土的粘结试验装置的有 益技术效果体现在: 1)由于采用螺母、带外螺纹钢套管和钢垫板来施加拉拔力,零部件少,施加荷载简 单,只需要旋转螺母就能调节所需的荷载,移动便捷,安装、拆卸方便,且便于放置在腐蚀溶 液槽中,保证试验装置的稳定性和可靠性; 2)可以根据试验需求调节腐蚀溶液槽的大小,一次性可放多组FRP筋混凝土拉拔 试件,减少试验重复次数,提高试验效率; 3)由于采用荷载传感器和采集仪对所施加荷载进行实时监测,能够准确反映持荷 过程中所施加荷载的变化以及试验结束时所施加持续荷载的减小情况。 附图说明 图1是一种持续荷载与腐蚀环境耦合作用下FRP筋与混凝土的粘结试验装置的结 构示意图; 图2是FRP筋混凝土拉拔试件的结构示意图。 图中:1FRP筋混凝土拉拔试件;101混凝土;102FRP筋;103第一PVC套管;104第二 PVC套管;2带有外螺纹的钢套管;3腐蚀溶液槽;401第一水泥砂浆垫块;402第二水泥砂浆垫 块;5第一钢垫板;6荷载传感器;7第二钢垫板;8施压螺母;9采集仪;10腐蚀溶液。
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