本发明专利技术涉及一种纤维复合增强筋与混凝土间粘结应力测试方法，该方法包括以下步骤：步骤1：浇筑纤维复合增强筋-光纤筋混凝土粘结试件(7)，提供一种单模光纤(b)作为应变传感器与纤维增强复合筋一起生产成型纤维复合增强筋-光纤筋(附图1)，然后浇筑纤维复合增强筋-光纤筋中心拉拔试件，同时浇筑三个混凝土立方体试块以备检测混凝土强度之用，该混凝土立方体试块的长、宽、高都为150毫米；步骤2：纤维复合增强筋-光纤筋混凝土粘结试件养护，按照《混凝土强度评定标准》规定的混凝土试件标准养护28天。本发明专利技术提供的试验方法准确可靠。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新型复合FRP (纤维复合增强筋)与混凝土粘结性能测试
技术介绍
钢筋混凝土结构是工业建筑领域里广泛应用的一种结构形式，钢筋与混凝土结合可大幅提高混凝土结构的力学性能和使用性能。但钢筋遇水、酸碱等侵蚀性介质会腐蚀， 尤其是在桥梁、隧道、港口和基础结构中，这种腐蚀现象尤为严重。由于钢筋腐蚀引起的结构耐久性问题己成为钢筋混凝土结构面临的主要问题之一，人们一直在寻求能够替代钢筋用于混凝土中的加强材料筋。纤维增强筋是用长纤维复合材料与树脂经特殊的挤压和成型工艺，制成的纤维复合增强筋(以下简称FRP筋)。FRP筋具有轻质、高强、耐腐蚀、低松弛、 非电磁、抗疲劳等优点，用它部分代替或全部代替混凝土结构中钢筋，对增强混凝土结构的使用性能和耐久性能具有非常积极的意义。目前，工程中应用的FRP筋主要有5种，即玻璃纤维(GFRP)筋、碳纤维(CFRP)筋、芳伦纤维(AFRP)筋、混杂纤维(HFRP)筋和玄武岩纤维(BFRP)筋。FRP筋与混凝土的粘结性能是影响FRP筋混凝土使用性能的一个重要因素 FRP筋与混凝土能很好地粘结结合在一起，当结构受到外力作用时，两种材料能够保持协同工作共同抵抗外力，从而提高结构的承载力。粘结试验是研究各种FRP筋与混凝土粘结性能的基本试验。目前，国内外FRP筋与混凝土的粘结试验一般是参照钢筋混凝土的粘结试验方法来设计，这些粘结性能测试方法主要有以下三种。(1)中心拉拔试验此种试验装置简单，采用浇筑无横向筋或有横向筋约束的立方体混凝土试块(一般为150mmX 150mmX 150mm)，筋材放置在立方体的中心轴线上，埋入部分长度，在筋的伸出端施加拉力，在靠近加载端用聚氯乙烯(PVC)塑料套管把筋材和混凝土隔开来设置无粘结段，通过承压板将力传至混凝土上。通过测量加载端拉力和自由端的滑移值来评价筋材与混凝土的粘结性能。这是被用作评价筋材与混凝土粘结性能的一种常用试验方法，然而此种试验方法精度较低，试验结果离散性较大，且所得到的平均粘结强度是对筋材与混凝土间粘结应力的一个平均衡量，无法真实反映筋材与混凝土粘结段真实的粘结应力分布情况。(2)梁式试验为了更好的模拟筋材在梁端的锚固状态，也可以设计采用梁式试验。 梁式试验一般有全梁式试验和半梁式试验两种，试件尺寸和构造有多种，因为其与实际构件受力相符，常用于确定梁纵筋的延伸长度等构造要求。半梁式试验，可以减少构件尺寸和试验成本，同时可以调整弯矩与剪力的比。我国《混凝土结构试验方法标准》介绍的梁式试验与材料与结构研究实验所国际联合会(RILEM)建议的梁式粘结试验类似。由两块相同的钢筋混凝土块体组成，两块块体在梁底用钢筋连接，梁顶装有钢制试验铰。两个对称并相等的荷载加在简支梁跨中。钢筋在加载端和支座端各有一段无粘结区，中间的粘结长度为1。 梁跨中的拉区为试验筋材，压区为钢制铰，力臂明确，以便根据试验荷载准确地计算钢筋拉力。现浇混凝土梁式构件有中间开口式和封闭式两种。此种方法是对中心拉拔试验试验精度的提高，但存在和中心拉拔试验同样的问题，即无法真实反映筋材与混凝土粘结应力分布情况。(3)粘贴应变片为了解筋材与混凝土粘结段的内部应力情况，有研究者通过在筋材表面或者内部粘贴应变片的方法，以期获得加载过程中筋材应变情况。这种方法独特，比仅量测自由端的滑移值更接近筋材的真实应变情况。但是粘贴应变片通常是点式的，是内部应变在几个点上的反映，且应变片在混凝土试件振捣成型过程中容易损坏，存在成活率不高的问题。总之，目前用于反映筋材与混凝土粘结滑移本构关系的粘结性能试验或多或少存在问题，如试验结果离散性较大、无法直接测量筋材与混凝土粘结段内部应力分布的问题， 那么更好的测试方法需要满足a,试验方法精度高，可靠，稳定；b，能反映筋材与混凝土粘结段内部分布式应变情况。即能准确测出筋材与混凝土的粘结段内部粘结应变分布情况，为建立筋材与混凝土粘结滑移本构关系提供可靠准确的依据。
技术实现思路
技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供一种纤维复合增强筋(FRP)与混凝土粘结性能测试方法，可以更加准确地获知纤维复合增强筋与混凝土粘结段的粘结应力分布情况，为研究纤维复合增强筋与混凝土粘结段粘结应力分布提供试验方法，且该试验方法可靠、精度高。通过粘结应力的准确测试，可建立精确的纤维复合增强筋与混凝土间粘结应力与滑移关系的位置函数，从而完善包括钢筋在内的筋材与混凝土间的本构关系模型。技术方案为解决上述技术问题，本专利技术提供的了一种，该方法包括以下步骤步骤1 浇筑纤维复合增强筋-光纤筋混凝土粘结试件(7)，提供一种单模光纤 (b)作为应变传感器与纤维增强复合筋一起生产成型纤维复合增强筋-光纤筋(附图1)， 然后浇筑纤维复合增强筋-光纤筋中心拉拔试件，同时浇筑三个混凝土立方体试块以备检测混凝土强度之用，该混凝土立方体试块的长、宽、高都为150毫米；步骤2 纤维复合增强筋-光纤筋混凝土粘结试件养护，按照《混凝土强度评定标准》规定的混凝土试件标准养护条件，将纤维复合增强筋-光纤筋混凝土粘结试件和混凝土立方体试块养护观天；步骤3 提供锚具( 、钢垫板C3)、千斤顶(6)、力传感器(4)、位移计(8)、荷载、滑移值采集设备O)、光纤应变采集设备(1)，待纤维复合增强筋-光纤筋混凝土粘结试件养护观天后，将其取出，在纤维复合增强筋-光纤筋混凝土粘结试件加载端锚固锚具(5)，为保证加载时力均勻，在纤维复合增强筋-光纤筋混凝土粘结试件的表面套一钢垫板(3)，然后分别将千斤顶(6)和力传感器(4)置于其上，在纤维复合增强筋-光纤筋混凝土粘结试件自由端安装位移计(8)，最后将力传感器(4)和位移计(8)分别接入荷载、滑移值采集设备( ，同时将粘结试件中纤维复合增强筋-光纤筋两端引出的光纤接入光纤应变采集设备(1)；安装完成后，采用分级勻速施加荷载，每级荷载加载完成后恒载5 10分钟；步骤4 数据采集，利用荷载、滑移值采集设备( 采集加载端荷载值和纤维复合增强筋-光纤筋混凝土粘结试件自由端滑移值，同时利用光纤应变采集设备(1)采集加载过程中纤维复合增强筋-光纤筋中应变ε ；步骤5 数据分析，纤维复合增强筋应力σ 3根据采集的应变ε和纤维复合增强筋弹性模量Es，用下式计算纤维复合增强筋应力σ s = Es · ε，纤维复合增强筋与混凝土间粘结应力τ采用下式计算τ = $·’，其中d_纤维复合增强筋材直径，χ-纤维复合增强4 dx筋粘结方向长度。优选的，采用预泵浦布里渊光时域分析技术，选用单模光纤(b)作为应变传感器。优选的，将光纤(b)随纤维复合增强筋布置于纤维复合增强筋中心。优选的，步骤3中，安装完成后，采用分级勻速施加荷载，所述荷载为通过穿心千斤顶(6)施加荷载。有益效果首先，本专利技术利用预泵浦布里渊光时域分析技术(PPP-B0TDA)，该技术是对布里渊光时域分析技术(BOTDA)技术的该进，大大提高了检测精度；其次，本专利技术利用纤维复合增强筋拉挤成型工艺，对光纤采取特殊的布置方式将光导纤维置于筋材中心处， 和纤维丝一起拉挤成型，生产出纤维-光纤筋。这样布置光纤具有两个优点由于光纤容易折断，将光纤置于筋材中心，可以起到很好保护光纤的作用，解决了光纤布置不好易断裂、 难定位的问题；另外光纤与纤本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种纤维复合增强筋与混凝土间粘结应力测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤１：浇筑纤维复合增强筋－光纤筋混凝土粘结试件（７），提供一种单模光纤（ｂ）作为应变传感器与纤维增强复合筋一起生产成型纤维复合增强筋－光纤筋（附图１），然后浇筑纤维复合增强筋－光纤筋中心拉拔试件，同时浇筑三个混凝土立方体试块以备检测混凝土强度之用，该混凝土立方体试块的长、宽、高都为１５０毫米；步骤２：纤维复合增强筋－光纤筋混凝土粘结试件（７）养护，按照《混凝土强度评定标准》规定的混凝土试件标准养护条件，将纤维复合增强筋－光纤筋混凝土粘结试件和混凝土立方体试块养护２８天；步骤３：提供锚具（５）、钢垫板（３）、千斤顶（６）、力传感器（４）、位移计（８）、荷载、滑移值采集设备（２）、光纤应变采集设备（１），待纤维复合增强筋－光纤筋混凝土粘结试件养护２８天后，将其取出，在纤维复合增强筋－光纤筋混凝土粘结试件加载端锚固锚具（５），为保证加载时力均匀，在纤维复合增强筋－光纤筋混凝土粘结试件的表面套一钢垫板（３），然后分别将千斤顶（６）和力传感器（４）置于其上，在纤维复合增强筋－光纤筋混凝土粘结试件自由端安装位移计（８），最后将力传感器（４）和位移计（８）分别接入荷载、滑移值采集设备（２），同时将粘结试件中纤维复合增强筋－光纤筋两端引出的光纤接入光纤应变采集设备（１）；安装完成后，采用分级匀速施加荷载，每级荷载加载完成后恒载５～１０分钟；步骤４：数据采集，利用荷载、滑移值采集设备（２）采集加载端荷载值和纤维复合增强筋－光纤筋混凝土粘结试件自由端滑移值，同时利用光纤应变采集设备（１）采集加载过程中纤维复合增强筋－光纤筋中应变ε；步骤５：数据分析，纤维复合增强筋应力σｓ根据采集的应变ε和纤维复合增强筋弹性模量Ｅｓ，用下式计算纤维复合增强筋应力：σｓ＝Ｅｓ·ε，纤维复合增强筋与混凝土间粘结应力τ采用下式计算：其中：ｄ－纤维复合增强筋材直径，ｘ－纤维复合增强筋粘结方向长度。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：顾兴宇，沈新，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84
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