一种测定碳纤维筋松弛率的方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种测定碳纤维筋松弛率的方法及设备，其包括筋索支撑装置、应力计、牵引装置，应力计固定在筋索支撑装置的上表面，其中部开设有试件孔。牵引装置包含套管、粘结螺纹筒，套管内部中空，一体化连接在应力计的上表面，套管的内壁设有螺纹，与粘结螺纹筒螺纹连接，粘结螺纹筒上端可拆卸式连接有第一筒盖，第一筒盖中部开设有筒盖孔，粘结螺纹筒内部灌注有粘结剂，粘结剂凝固后可以使预应力碳纤维筋锚固，粘结螺纹筒的转动带动预应力碳纤维筋相对于套管作升降运动，根据粘结螺纹筒与套管上的刻度，将粘结螺纹筒旋至一定位置，达到一定的张拉值，记录正应力变化曲线，实现在松弛试验机上进行安全锚固与在机张拉。松弛试验机上进行安全锚固与在机张拉。松弛试验机上进行安全锚固与在机张拉。

【技术实现步骤摘要】
一种测定碳纤维筋松弛率的方法及设备


[0001]本专利技术属于土木工程试验
，具体涉及一种测定碳纤维筋松弛率的方法及设备。

技术介绍

[0002]应力松弛现象普遍存在，在保持位移或应变一定的前提下，表现为弹性材料内部应力随时间缓慢衰减，材料的弹性应变缓慢地转变为塑性应变，即使在远低于屈服强度的应力水平也是如此，与初始应变、温度和时间有关。应力松弛试验是检测金属材料在恒定应变和温度条件下拉伸应力松弛性能。应力松弛是时间、温度和初始应力水平、外加应力和残余应力的函数。合金的种类，回火状态对其也有影响。在相同的条件下，不同的材料会表现出不同的应力松弛量。相比仅通过冷加工强化的合金相比，通过热处理最终达到目标强度的合金通常具有更好的抗应力松弛表现。可以通过绘制应力
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应变曲线来计算材料松弛率。
[0003]应力松弛试验中，常通过夹片式锚具固定试件，但这种固定方式不适用于碳纤维筋。近年来，碳纤维筋逐渐作为预应力支撑构件引入工程，其松弛率从2％到20％不等，差异显著。因此有必要对工程采用的碳纤维筋进行松弛试验研究，从而为结构长期性能设计提供建议。由于碳纤维筋剪切方向强度较差，如果采用夹片式锚具极大概率会导致碳纤维筋剪切压碎，从而达不到锚固需求，也无法对碳纤维筋进行张拉后的二次锚固，松弛试验要求碳纤维筋在高应力条件下持荷至少120h，采用张拉机或疲劳机进行松弛试验，对人机的消耗大、试验成本高，且不具备大量开展的可行性。
[0004]由此可见，预应力碳纤维筋松弛试验需求量逐渐增加，而缺失便捷、经济的试验方法，当下的瓶颈问题在于如何在松弛试验机上进行碳纤维筋的在机张拉与安全锚固。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种测定碳纤维筋松弛率的方法及设备，可以降低试验成本、提高试验效率、提升锚固安全性。
[0006]为了至少实现上述目的之一，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种测定碳纤维筋松弛率的设备，所述测定碳纤维筋松弛率的设备包括筋索支撑装置、应力计、牵引装置，所述筋索支撑装置包含支撑板，所述应力计固定在所述支撑板的上表面，所述应力计中部开设有试件孔，通过测量试件对孔壁的应力实时检测试件内正应力；所述牵引装置设在所述应力计的上方，所述牵引装置包含套管、粘结螺纹筒，所述套管成圆柱形，内部中空，一体化连接在所述应力计的上表面，所述套管的内壁设有螺纹，与所述粘结螺纹筒螺纹连接，所述粘结螺纹筒上端和下端分别可拆卸式连接有第一筒盖和第二筒盖，所述第一筒盖、第二筒盖的中部均开设有筒盖孔，所述粘结螺纹筒内部灌注有粘结剂，所述粘结剂凝固后可以使试件锚固。
[0008]进一步地，所述支撑板中部开设有支撑板孔，所述支撑板的下表面固定连接有支撑柱，所述支撑柱的数量为4个，与常规松弛机的支撑结构一致。
[0009]更进一步地，所述支撑柱的长度为1
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3m，可以是上述数值范围的任意值或者任一范围，例如1.2、1.5、2、2.5、3m等等，或者1
‑
1.5、1
‑
2、1.5
‑
2.5、2.5
‑
3m等等。
[0010]进一步地，所述试件为预应力碳纤维筋，所述预应力碳纤维筋自上而下依次穿过所述筒盖孔、试件孔、支撑板孔，并通过所述粘结剂粘结固定，所述粘结螺纹筒的转动带动所述预应力碳纤维筋相对于所述套管作升降运动。
[0011]进一步地，所述筒盖孔、支撑板孔的孔径均与所述预应力碳纤维筋的直径一致。
[0012]进一步地，所述套管和所述粘结螺纹筒的外表面均标注有长度刻度，可以直观、定量地施加形变。
[0013]进一步地，所述粘结螺纹筒的长度大于所述套管的长度。
[0014]优选地，所述套管的外径为50
‑
80mm，可以是上述数值范围的任意值或者任一范围，例如50、55、60、68、73、80mm等等，或者50
‑
60、55
‑
65、60
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70、65
‑
75mm等等。
[0015]优选地，所述应力计采用常规通用尺寸，例如外径为70mm，内径为30mm。
[0016]进一步地，所述测定碳纤维筋松弛率的设备与适配试验机配套使用，所述适配试验机可以固定装置、施加扭矩。
[0017]一种测定碳纤维筋松弛率的方法，包括如下步骤：
[0018]S1、支撑装置固定在适配试验机上，将粘结螺纹筒前端的第一筒盖或后端的第二筒盖打开，将预应力碳纤维筋插入粘结螺纹筒，注入粘结剂，然后盖上筒盖，待粘结剂凝固后，检测其是否达到强度要求；
[0019]S2、将粘结螺纹筒旋入套管，将预应力碳纤维筋插入应力计孔并紧固，开启应力计。对粘结螺纹筒施加扭矩，粘结螺纹筒的转动带动预应力碳纤维筋相对于套管作远离运动，根据粘结螺纹筒与套管上的刻度，将粘结螺纹筒旋至一定位置，达到一定的张拉值，旋转松弛试验时预应力碳纤维筋采用0.75倍极限强度；
[0020]S3、松弛试验要求预应力碳纤维筋在高应力条件下持荷至少120h，在预应力碳纤维筋内正应力变化期间，通过应力计记录数值，也可以将应力计连接计算机以记录正应力变化曲线，分析数值变化规律，计算松弛率。
[0021]本专利技术与现有技术相比的有益效果如下：
[0022]1)本专利技术中，套管与粘结螺纹筒螺纹连接的独特设计实现了在松弛试验机上进行碳纤维筋的在机张拉，并实现了直接对碳纤维筋进行张拉后的二次锚固，提高了试验效率，降低了试验成本。
[0023]2)本专利技术中，以粘结剂锚固替代夹片式锚具，提升了试验安全性。
[0024]3)本专利技术中，套管和粘结螺纹筒的外表面均标注有长度刻度，可以直观、定量地施加扭矩。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的正面布置示意图；
[0026]图2为本专利技术未装载预应力碳纤维筋时的立体结构示意图；
[0027]图3为本专利技术装载预应力碳纤维筋时的立体结构示意图；
[0028]图中各部件标记如下：1
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筋索支撑装置、101
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支撑板、102
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支撑板孔、103
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支撑柱、2
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应力计、201
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试件孔、3
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牵引装置、301
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套管、302
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粘结螺纹筒、303
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第一筒盖、304
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第二
筒盖、305
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筒盖孔、306
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粘结剂、4
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预应力碳纤维筋。
具体实施方式
[0029]下面结合附图来进一步描述本专利技术的技术方案，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应当理解，实施例仅是示例性的，不对本专利技术的范围构成限制。
[0030]需要说明的是，本专利技术实施例中所有方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测定碳纤维筋松弛率的设备，其特征在于，主要包括筋索支撑装置(1)、应力计(2)、牵引装置(3)；所述筋索支撑装置(1)包含支撑板(101)，所述应力计(2)固定在所述支撑板(101)的上表面，所述应力计(2)中部开设有试件孔(201)，通过测量试件对孔壁的应力实时反应试件内的正应力；所述牵引装置(3)设在所述应力计(2)的上方，所述牵引装置(3)包含套管(301)、粘结螺纹筒(302)，所述套管(301)成圆柱形，内部中空，一体化连接在所述应力计(2)的上表面，所述套管(301)的内壁设有螺纹，与所述粘结螺纹筒(302)螺纹连接，所述粘结螺纹筒(302)上端和下端分别可拆卸式连接有第一筒盖(303)和第二筒盖(304)，所述第一筒盖(303)、第二筒盖(304)的中部均开设有筒盖孔(305)，所述粘结螺纹筒(302)内部灌注有粘结剂(306)。2.根据权利要求1所述的测定碳纤维筋松弛率的设备，其特征在于：所述支撑板(101)中部开设有支撑板孔(102)，所述支撑板(101)的下表面固定连接有支撑柱(103)。3.根据权利要求2所述的测定碳纤维筋松弛率的设备，其特征在于：所述试件为预应力碳纤维筋(4)，所述预应力碳纤维筋(4)自上而下依次穿过所述筒盖孔(305)、试件孔(201)、支撑板孔(102)，并通过所述粘结剂(306)粘结固定，所述粘结螺纹筒(302)的转动带动所述预应力碳纤维筋(4)相对于所述套管(301)作升降运动。4.根据权利要求1所述的测定碳纤维筋松弛率的设备，其特征在于：所述筒盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐曼，张小年，曾滨，许庆，郑明召，张灏达，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：