[发明专利]UHPC-NC粘结界面的抗剪强度的试验装置以及试验方法

说明书

本发明公开了一种UHPC‑NC粘结界面的抗剪强度试验装置以及试验方法，其装置包括：上试验机压板、轴心施压装置、防掉落钢丝绳、上钢制夹具、UHPC‑NC叠层试件、下钢制夹具、钢滚轴、下试验机压板。其中叠层试件由预制超高性能混凝土和现浇普通混凝土叠合而成。所述UHPC‑NC粘结界面的抗剪强度试验装置由钢材焊接而成，保证试验装置具有足够的刚度与强度。本发明所述的UHPC‑NC粘结界面的抗剪强度试验方法，可以直观地研究法向压应力与剪应力的关系。具有受力性能明确、操作便捷、可重复性强、试验结果分析简单等优点，为UHPC‑NC叠层构件的界面粘结研究提供一种有效的测试手段。

技术领域

本发明属于试验方法领域，具体涉及一种UHPC-NC叠层构件的粘结界面抗剪强度的试验装置及其试验测试方法。

背景技术

超高性能混凝（UHPC）是一种高强高耐久性的新型水泥基材料，但是，目前UHPC材料价格高出普通混凝土数倍，不适宜大规模使用。因此，在结构关键部位部分使用UHPC材料，或与普通混凝土（NC）混合使用，将具有广泛的工程应用前景。

为保证UHPC材料能够与普通混凝土共同工作、形成整体，这就需要研究UHPC材料与普通混凝土的粘结问题。UHPC-NC叠层构件的界面抗剪强度是实际工程中一项重要的设计指标，目前一般采用推出试验进行测试。该试验方法的不足之处有试件尺寸大、法向应力难以精确控制等。为了能够快速、方便地得到UHPC与NC的界面抗剪强度，有必要提出一种新型界面抗剪强度试验装置及其试验方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种UHPC-NC粘结界面抗剪强度试验方法，使得UHPC-NC的叠层试件能够有效出现界面剪切破坏，避免试件出现局部地受压破坏情形。本发明的UHPC-NC界面抗剪强度试验方法，具有受力性能明确、操作便捷、可重复性强、试验结果分析简单等优点，能为UHPC-NC叠层构件的界面粘结研究提供一种有效的测试手段。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种UHPC-NC粘结界面的抗剪强度试验装置，包括：上试验机压板、轴心施压装置、上钢制夹具、UHPC-NC叠层试件、下钢制夹具、钢滚轴、下试验机压板，其中UHPC-NC叠层试件由UHPC层（预制超高性能混凝土）和NC层（现浇普通混凝土）叠合而成；所述上试验机压板通过轴心施压装置设置在上钢制夹具上方，所述上钢制夹具设置在下钢制夹具上方，上钢制夹具下方有一个与下钢制夹具上方相同角度的倾斜面，上钢制夹具下方的倾斜面上设有凹槽一，下钢制夹具上方的倾斜面上设有凹槽二，所述UHPC-NC叠层试件的UHPC层设置在凹槽二内，NC层设置在凹槽一内，下钢制夹具下方通过钢滚轴设置在下试验机压板上。

所述试验装置部件自下而上按照：下试验机压板→钢滚轴→下钢制夹具→叠层试件→上钢制夹具→轴心施压装置→上试验机压板的顺序进行组装，并在试验机压板上施加轴向作用力，通过逐级加载，直至试件出现界面错动。

UHPC-NC叠层试件的由UHPC预制件与现浇NC件叠合而成，UHPC层横截面面积较NC层稍大，确保试件破坏发生在层间界面处而非出现局部受压破坏情形。UHPC层的推荐尺寸为220mm×220mm×100mm，NC层的推荐尺寸为200mm×200mm×100mm。具体试件大小可以根据实际情况做出适当调整。

所述UHPC-NC粘结界面的抗剪强度试验装置由钢材焊接而成，保证试验装置具有足够的刚度与强度。钢制夹具的倾角α可根据实际需求改变，通常可以选取20°、30°、45°、60°等。

所述UHPC-NC粘结界面的抗剪强度试验装置，为了保证试验过程中的安全，上钢制夹具用防掉落钢丝绳与上试验机压板相连接。下试验机压板的一侧设有钢挡块，此亦为安全限位装置。

上述UHPC-NC粘结界面的抗剪强度试验方法，包括如下试验步骤：