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制造方法及图纸

本发明专利技术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的FRP筋混凝土拉拔试件、第一钢垫板、荷载传感器和第二钢垫板，还包括外螺纹钢套管、螺母，外螺纹钢套管固套于所述的FRP筋外表面，螺母与所述的外螺纹钢套管螺纹连接，采集仪与荷载传感器电连接，具有移动便捷，安装、拆卸方便，能够实现FRP筋与混凝土在持续荷载与腐蚀环境耦合作用下的粘结性能试验，且具有较高的试验精度等优点。

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术涉及混凝土材料测试
，尤其涉及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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的是，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。实现本专利技术采用的技术方案是：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。本专利技术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。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1和图2，本专利技术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，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。本试验装置中所用各钢部件均采用优质钢制作，并涂刷环氧树脂进行防腐处理；所述的第一PVC套管103和第二PVC套管104活动套设在所述FRP筋的外表面，将所述的FRP筋放入混凝土浇筑模具，浇筑混凝土，制备FRP筋混凝土拉拔试件。调整所述的第一PVC套管103和第二PVC套管104的长度可调整所述的FRP筋与所述的混凝土之间的粘接长度。本试验装置中所述的FRP筋混凝土拉拔试件为150mm×150mm×150mm或200mm×200mm×200mm的立方体拉拔试件或150mm×150mm×300mm的棱柱体拉拔试件。所述的FRP筋混凝土拉拔试件在温度20±3℃，湿度≥90％的标准养护条件下养护28天后取出，擦干试件表面水分，然后进行持续荷载与腐蚀环境耦合作用下的粘结试验，所述的腐蚀溶液槽内的腐蚀溶液液面高于混凝土试件上表面10mm。...

【技术保护点】
1.一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。/n...

【技术特征摘要】
1.一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...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁喜亮，赵子舜，李剑锋，李媛媛，石然，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司，东北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11