[发明专利]改进的测定FRP-混凝土界面性能的测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的测定FRP-混凝土界面性能的测试装置及测试方法，属于混凝土建筑领域。

背景技术

土木工程领域中，钢筋混凝土结构随着时间将发生材料老化、结构损伤。所以，为了保证损伤结构的安全性，必须研究损伤结构的加固技术，使其性能能够提升。目前的加固方法大都采用纤维布或钢板进行加固。大量的试验研究表明，采用FRP加固的钢筋混凝土结构构件，其破坏形式往往不是FRP被拉断，而是FRP与混凝土界面粘结不足导致的界面剥离破坏。FRP-混凝土的界面粘结是保证两种材料共同工作的基础，因此FRP-混凝土界面性能的研究结果可以为工程设计人员提供理论基础。

目前规范采用的是正拉试验来测量纤维布与混凝土界面的粘结性能。从受力的角度来说，面内剪切状态更符合真实受力情况。面内剪切试验很难解决试件对中问题、夹具滑移问题，以及试件的锚固问题。目前缺乏结构简单，拆卸方便的面内剪切试验装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种组装简单，操作方便的改进的测定FRP—混凝土界面性能的测试装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：改进的测定FRP-混凝土界面性能的测试装置，包括试块、力传感器、材料试验机、计算机、控制器、液压油泵、静态信号测试分析系统；所述的试块由混凝土块、固定于混凝土块内的两根螺纹钢筋和塑料套筒组成；所述的塑料套筒设置于混凝土块的中心处；所述的两根螺纹钢筋一端置于塑料套筒内，另一端延伸出混凝土块外部；所述的材料试验机的夹具夹持延伸出混凝土块外部的螺纹钢筋；所述的材料试验机通过油管与液压油泵链接；所述的液压油泵与控制器连接，在控制器的控制下，竖向加载装置对螺纹钢筋施加竖向荷载；

所述的试块表面粘贴纤维布，纤维布在测试端的表面粘贴应变片，试块的加载端环向缠绕锚固纤维布，试块的下端安装位移计和力传感器，位移计和力传感器通过信号线与静态信号测试分析系统相连，应变片通过导线与静态信号测试分析系统相连；控制器和静态信号测试分析系统输出端与计算机相连。

进一步地，所述的材料试验机的夹具采用气压夹具。

进一步地，所述的试件通过混凝土制作模板制得，该混凝土制作模板的结构为：包括左侧模板、右侧模板、前侧模板、后侧模板和中间模板；所述的左侧模板、右侧模板和中间模板的中心处均设置有一个穿孔，且3个穿孔位于一条直线上；中间模板的内设置有与穿孔同心设置的塑料套筒。

进一步地，所述的穿孔的直径与塑料套筒的内径相等，为20-24mm。

进一步地，所述的穿孔的直径与塑料套筒的内径为22mm。

进一步地，所述的锚固纤维布在试件的加载端环向缠绕至少3圈。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述测试装置测定FRP-混凝土界面性能的测试方法，该测试方法包括以下步骤：

(a)浇筑试件：将两根螺纹钢筋分别从混凝土试块的制作模板的左侧模和右侧模的孔中穿入至中间模板，并且均伸入塑料套筒中，浇筑混凝土之后养护试块，拆模后试块和塑料套筒连接在一起，在试块的两侧面粘贴纤维布，再在纤维布表面粘贴应变片；

(b)装配加载装置：将力传感器安装在试块下端，将伸出试块两端的螺纹钢筋安装到材料试验机的夹具中，启动材料试验机夹紧试块,试块下端布置位移计；

(c) 连接测试装置：将位移计、应变片和力传感器与静态信号分析系统连接，静态信号分析系统连接计算机；

(d)测试：打开静态信号测试与分析系统，调零，通过计算机对控制器实施控制，控制器对材料试验机进行力控制，材料试验机对螺纹钢筋进行加载，静态信号测试与分析系统记录加载过程中试块上下端的相对位移ΔS_（t）和混凝土的应变Δε_（t）以及试件破坏时的荷载P_（t）；

(e) 根据ΔS_（t）和P_（t）可得荷载-位移曲线，根据Δε_（t）和P_（t）可得到荷载-应变曲线，测试完成。

本发明的有益效果：本发明的测试装置组装简单，操作方便，试验所需仪器较少，可以在浇筑现场进行测量；材料试验机采用的夹具为气压夹具，消除夹具滑移所带来的影响。试块制作时，两根螺纹钢筋分别从左侧模、右侧模穿入中间模板，并都伸入塑料套筒中，这样浇筑完成后，试块加载时保持对中。

附图说明

图1是本发明测试装置的整体装置图。

图2为本发明的试件的结构示意图。