本发明专利技术涉及连接锚固件的性能测定技术领域，尤其涉及一种化学锚栓高温拉拔试验装置及其方法。本发明专利技术化学锚栓高温拉拔试验装置包括混凝土试块、化学锚栓、加热装置以及拉拔装置；化学锚栓包括锚栓和化学锚固胶，混凝土试块中开设有供锚栓穿入的锚栓孔；锚栓与锚栓孔之间通过化学锚固胶黏接固定；加热装置包括温度控制器、电热丝和热电偶；锚栓内开设有沿其轴向延伸的空腔，电热丝均匀地布置在空腔内，热电偶的温度探测端伸入锚栓孔内；电热丝通过导电线与温度控制器的电流输出端口的连接，热电偶的信号输出端通过信号线与温度控制器的信号控制端口连接。本发明专利技术能够快速精确控制锚栓的温度，进而快速准确完成化学锚栓在不同温度下的拉拔性能试验。的拉拔性能试验。的拉拔性能试验。
【技术实现步骤摘要】
一种化学锚栓高温拉拔试验装置及其方法
[0001]本专利技术涉及连接锚固件的性能测定
，尤其涉及一种化学锚栓高温拉拔试验装置及其方法。
技术介绍
[0002]各类建筑、隧道、综合管廊、电缆沟中频频发生火灾，造成了大量的人员和财产损失，因此对建(构)筑物的耐火性研究历来受到了广泛的重视，不仅仅是建构筑物的主体结构的耐火性能得到了工程界的大量研究，连接锚固件的耐火性能也受到了越来越多的关注。
[0003]化学锚栓被广泛用作建筑幕墙、支架、吊架等钢结构的安装固定，已有的研究结果表明化学锚栓的性能对温度十分敏感，在高温下化学锚栓的承载力会迅速降低。定量研究化学锚栓在不同温度下的拉拔性能是评估火灾下化学锚栓的安全性的关键。
[0004]目前常用的研究方法主要有两种：一种方法是在钢套筒内用化学锚固剂植入锚栓，然后采用电炉进行加热后进行拉拔试验，由于钢材有良好的导热性，这种方式可以较好地控制锚栓的温度，但是由于混凝土中化学锚栓的破坏本身有锚固胶-锚栓黏结破坏、锚固胶-混凝土黏结破坏、胶体内聚破坏等多种形式，采用钢套筒较难真实地模拟混凝土中的锚栓受拉时的破坏形式。另一种方法为在混凝土中植入化学锚栓，然后放入电炉中加热，由于混凝土的导热系数较低，锚栓深处的温度往往上升速度很慢，浅处的温度则会迅速上升，这种边界条件不均匀的状态对分析试验结果有较大影响，另外混凝土在高温下也会发生热损伤而开裂，产生裂缝的混凝土中的化学锚栓的承载力可降低约29％，对锚栓的承载力结果有较大的影响。
技术实现思路
[0005]为了解决以上问题，本专利技术的目的是提供一种化学锚栓高温拉拔试验装置及其方法，能够精确快速控制化学锚栓的温度。
[0006]为实现上述目的，本专利技术所设计的化学锚栓高温拉拔试验装置，包括混凝土试块、包埋在混凝土试块中的化学锚栓、加热装置以及拉拔装置；所述化学锚栓包括锚栓和化学锚固胶，所述混凝土试块中开设有供锚栓穿入的锚栓孔；所述锚栓与锚栓孔之间通过化学锚固胶黏接固定；其特征在于，所述加热装置包括温度控制器、电热丝和热电偶；所述锚栓内开设有沿其轴向延伸的空腔，所述电热丝均匀地布置在所述空腔内，所述热电偶的温度探测端伸入锚栓孔内；所述电热丝通过导电线与温度控制器的电流输出端口的连接，所述热电偶的信号输出端通过信号线与所述温度控制器的信号控制端口连接，通过所述加热装置对锚栓的温度进行伺服控制。
[0007]作为优选方案，所述锚栓的上端开有与空腔连通的开口，所述锚栓的下端封闭；所述锚栓的上端从所述混凝土试块的上表面向上伸出，所述锚栓的下端从所述混凝土试块底面向下伸出，所述锚栓上端的开口通过堵头密封，所述导电线穿过堵头伸入空腔内与所述
电热丝连接，所述锚栓的下端与所述拉拔装置连接。
[0008]作为优选方案，所述空腔内填充有氧化镁粉。
[0009]作为优选方案，所述拉拔装置包括反力架、穿心千斤顶、拉力传感器和千分表；所述锚栓的下端固定在所述反力架上，所述穿心千斤顶布置在所述反力架的下方且与所述锚栓的下端连接，所述拉力传感器安装在锚栓的下端采集锚栓承受的拉力大小，所述千分表与所述反力架连接采集锚栓的位移变化。
[0010]一种利用上述化学锚栓高温拉拔试验装置对化学锚栓进行拉拔性能试验的方法，其特征在于，包括步骤：
[0011]S1：取多个相同规格的锚栓，并在每个锚栓内开设空腔，利用模具制作多个规格相同的混凝土试块，并在每个混凝土试块中开设锚栓孔，每个混凝土试块中的锚栓孔的外周均匀预埋数个热电偶；
[0012]S2：取一根锚栓安装至混凝土试块的锚栓孔内，并灌入化学锚固胶进行锚固；
[0013]S3：待化学锚固胶达到设计强度后，启动穿心千斤顶，施加预紧力进行预加载并维持拉力；
[0014]S4：通过温度控制器加热锚栓至预定温度T，增加穿心千斤顶的拉力直至化学锚栓破坏，对拉力传感器和千分表的数据均进行全程实时记录，生成拉力传感器采集到的荷载N和千分表采集到的位移D的拉力位移N-D曲线，取拉力位移N-D曲线峰值处的拉力为极限承载力N
T
，峰值处的位移为极限滑移量D
T
；
[0015]S5：根据公式(1)计算在预定温度T下化学锚栓的黏聚力：
[0016][0017]式中，为化学锚栓的黏聚力；d为破坏面直径；l
ef
为锚栓在混凝土试块内的锚固长度；
[0018]S6：另取锚栓和混凝土试块按照上述步骤在不同温度下进行拉拔试验得到在不同温度下化学锚栓黏聚力和极限滑移量D
T
；分别绘制化学锚栓的黏聚力与温度的关系曲线和极限滑移量与温度的关系曲线。
[0019]作为优选方案，所述S4步骤中，化学锚栓破坏分为三种破坏状态，A：化学锚固胶与锚栓的黏结破坏；B：化学锚固胶与混凝土试块的黏结破坏；C：化学锚固胶内聚破坏；
[0020]当出现破坏状态A时，S5步骤中，d取锚栓外径，为锚固胶与锚栓的黏聚力；
[0021]当出现破坏状态B时，S5步骤中，d为锚栓孔内径，为混凝土试块与化学锚固胶的黏聚力；
[0022]当出现破坏状态C时，S5步骤中，d为化学锚固胶破坏面的平均直径，为化学锚固胶的内聚力。
[0023]作为优选方案，所述步骤S6中，它还包括获取不同温度下化学锚栓破坏转态，绘制化学锚栓破坏形式与温度的关系曲线。
[0024]与现有的利用电炉的化学锚栓的拉拔装置相比，本专利技术的优点为：
[0025]1，通过在锚栓内开设有沿其轴向延伸的空腔，将加热装置的电热丝均匀地布置在
空腔内，与温度控制器和热电偶结合，能够快速精确地对锚栓温度进行伺服控制，进而快速准确完成化学锚栓在不同温度下的拉拔性能试验。
[0026]2，在锚栓内填充的氧化镁粉具有良好的导热性和绝缘性，既可以避免电热丝接触到锚栓壁而短路、漏电，也可以将电热丝的热量较好地传递到锚栓。
[0027]3，不需要对混凝土试块进行整体加热，减少了混凝土热损伤开裂对试验结果的影响。
附图说明
[0028]图1为本专利技术化学锚栓高温拉拔试验装置的结构示意图；
[0029]图2为图1中锚栓的轴向剖面图；
[0030]图中各部件标号如下：混凝土试块10、锚栓孔11、化学锚栓20、锚栓21、空腔21.1、氧化镁粉21.2、堵头21.3、化学锚固胶22、加热装置30、温度控制器31、电热丝32、热电偶33、导电线34、信号线35、拉拔装置40、反力架41、穿心千斤顶42、拉力传感器43、千分表44。
具体实施方式
[0031]为更好地理解本专利技术，以下将结合具体实例对专利技术进行详细的说明。
[0032]请参阅图1，一种化学锚栓高温拉拔试验装置，包括混凝土试块10、包埋在混凝土试块10中的化学锚栓20、加热装置30以及拉拔装置40；化学锚栓20包括锚栓21和化学锚固胶22，混凝土试块10中开设有供锚栓21穿入的锚栓孔11，锚栓21的上端从混凝土试块10本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种化学锚栓高温拉拔试验装置，包括混凝土试块(10)、包埋在混凝土试块(10)中的化学锚栓(20)、加热装置(30)以及拉拔装置(40)；所述化学锚栓(20)包括锚栓(21)和化学锚固胶(22)，所述混凝土试块(10)中开设有供锚栓(21)穿入的锚栓孔(11)；所述锚栓(21)与锚栓孔(11)之间通过化学锚固胶(22)黏接固定；其特征在于，所述加热装置(30)包括温度控制器(31)、电热丝(32)和热电偶(33)；所述锚栓(21)内开设有沿其轴向延伸的空腔(21.1)，所述电热丝(32)均匀地布置在所述空腔(21.1)内，所述热电偶(33)的温度探测端伸入锚栓孔(11)内；所述电热丝(32)通过导电线(34)与温度控制器(31)的电流输出端口的连接，所述热电偶(33)的信号输出端通过信号线(35)与所述温度控制器(31)的信号控制端口连接，通过所述加热装置(30)对锚栓(21)的温度进行伺服控制。2.根据权利要求1所述的化学锚栓高温拉拔试验装置，其特征在于，所述锚栓(21)的上端开有与空腔(21.1)连通的开口，所述锚栓(21)的下端封闭；所述锚栓(21)的上端从所述混凝土试块(10)的上表面向上伸出，所述锚栓(21)的下端从所述混凝土试块(10)底面向下伸出，所述锚栓(21)上端的开口通过堵头(21.3)密封，所述导电线(34)穿过堵头(21.3)伸入空腔(21.1)内与所述电热丝(32)连接，所述锚栓(21)的下端与所述拉拔装置(40)连接。3.根据权利要求1或2所述的化学锚栓高温拉拔试验装置，其特征在于，所述空腔(21.1)内填充有氧化镁粉。4.根据权利要求1或2所述的化学锚栓高温拉拔试验装置，其特征在于，所述拉拔装置(40)包括反力架(41)、穿心千斤顶(42)、拉力传感器(43)和千分表(44)；所述锚栓(21)的下端固定在所述反力架(41)上，所述穿心千斤顶(42)布置在所述反力架(41)的下方且与所述锚栓(21)的下端连接，所述拉力传感器(43)安装在锚栓(21)的下端采集锚栓(21)承受的拉力大小，所述千分表(44)与所述反力架(41)连接采集锚栓(21)的位移变化。5.根据权利要求4所述的化学锚栓高温拉拔试验装置，其特征在于，所述空腔(21.1)内填充有氧化镁粉。6.一种利用权利要求5所述的化学锚栓高温拉拔试验装置对化学锚栓进行拉拔性能试验的方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚哲，杨卫星，张妮娜，王翔，杨斌，何亦真，刘长庚，兰迪，杨泉鑫，唐琳强，
申请(专利权)人：武汉市政工程设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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