[发明专利]一种FRP筋持续压应力锁定试验装置

说明书

一种FRP筋持续压应力锁定试验装置，属于FRP筋测试技术领域。包括钢套筒、FRP筋、空心螺杆、压头和紧固套筒。钢套筒内部中空，下端封闭，上端开孔。钢套筒筒壁上设置孔洞，使腐蚀溶液进入钢套筒内。钢套筒筒壁上端内侧与外侧设置螺纹，空心螺杆外侧设置螺纹并与钢套筒内侧螺纹匹配，紧固套筒内侧设置螺纹并与空心螺杆外侧螺纹和钢套筒外侧螺纹匹配。本装置通过空心螺杆和钢套筒连接、紧固套筒和空心螺杆及钢套筒连接，保证压应力值稳定。可对多根FRP筋同时施加持续压应力，并保证压应力大小相同，试验效率高。本试验装置体积小，使用方便，在试验达到规定的腐蚀时间后，除FRP筋及其两端的筋体约束帽外，其它装置可重复利用。

技术领域

本发明属于复合材料耐久性能测试技术领域，具体设计一种FRP筋持续压应力锁定试验装置。

背景技术

当钢筋用于港口、海洋和桥梁等腐蚀性环境时，钢筋锈蚀将导致工程结构耐久性降低，甚至影响工程结构的安全性。FRP筋因其轻质高强、绝缘和耐腐蚀等优点逐渐成为一种可以代替钢筋的新型建筑材料。已有的关于FRP筋耐久性能的研究主要侧重于FRP筋的抗拉性能，但随着FRP筋材料性能的不断改善，越来越多腐蚀环境中的工程结构将FRP筋用于受压构件。实际工程中FRP筋受压构件在寿命期内均承受持续压应力，因此研究持续压应力下FRP筋的耐久性能具有重要意义。现今，比较常用的一种研究FRP筋耐久性的试验方法是将FRP筋置于腐蚀溶液(酸、碱和盐溶液)中，研究其力学性能随时间的变化规律。因此，需要设计一种在腐蚀溶液中能够锁定FRP筋压应力，尤其是随着时间增长，压应力不产生损失的试验装置。

发明内容

为了解决现有的试验装置只能对FRP筋施加持续拉应力的问题，本发明提供一种能够锁定FRP筋压应力并保证在试验期间内，压应力不产生损失的试验装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种FRP筋持续压应力锁定试验装置，包括钢套筒、FRP筋、空心螺杆、压头和紧固套筒，钢套筒内部中空，下端封闭，上端开孔，筒壁上设置孔洞，钢套筒筒壁上端内侧与外侧设置螺纹；空心螺杆下端同轴深入钢套筒内部上端，且空心螺杆外侧设置螺纹并与钢套筒内侧螺纹匹配，紧固套筒(12)套在钢套筒上端的外侧，所述紧固套筒(12)盖帽式结构，包括顶端和下端桶壁结构，顶端中心设有孔，上端孔内壁和下端桶壁内侧均设有螺纹，上端孔套在空心螺杆外，且上端孔内径与空心螺杆外径相同且两者螺纹匹配，下端桶壁内径与钢套筒外径相同且螺纹匹配；钢套筒上端面与紧固套筒(12)顶端的下端面之间采用第二防松垫片(11)进行紧密连接；

钢套筒内部设有多组圆柱形筋体约束帽(2)，每组圆形筋体约束帽(2)包括两个帽体，分别置于FRP筋的两端与FRP筋固定成一体，形成一个待测部件，FRP筋长度方向与钢套筒的轴向相同；多组圆形筋体约束帽(2)组成多个沿钢套筒轴向排列的待测部件；钢套筒内最上端的帽体与空心螺杆(8)的下端面之间采用第一放松垫片(7)进行连接；多个轴向排列的待测部件之间采用垫片(5)进行接触连接；同时空心螺杆(8)中心轴的通孔内插有带压杆的压头(10)，压杆的下端可直接压到最上端的筋体约束帽(2)的帽体上端面。

上述的一种FRP筋持续压应力锁定试验装置，圆柱形筋体约束帽(2)帽体与FRP筋接触的部分设有凹槽与FRP筋两端匹配，凹槽侧面与筋体之间设有空隙，空隙内填充环氧树脂，待环氧树脂完全固化后，FRP筋、两端筋体约束帽和填充空隙的环氧树脂作为整体形成FRP筋受压试件即一个待测部件；

上述的一种FRP筋持续压应力锁定试验装置，所述钢套筒内径大于筋体约束帽外径。

上述的一种FRP筋持续压应力锁定试验装置，所述空心螺杆内径大于压头中压杆的外径。

上述的一种FRP筋持续压应力锁定试验装置，所述不同的FRP筋受压试件之间设置垫片使压应力分布更均匀，垫片为耐腐蚀橡胶垫片。