[实用新型]纤维增强复合筋材与混凝土粘接强度的梁式试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑、桥梁、水冷和交通等领域的材料性能测试技术领域，尤其涉及纤维增强复合筋材与混凝土粘接性能的试验装置。 

背景技术            

FRP是一种新型的纤维复合材料，具有强度高、重量轻、耐腐蚀、耐疲劳以及施工便捷等优点，在土木工程领域中得到了广泛的应用。用FRP筋代替钢筋混凝土结构中的钢筋，将会较大的提高混凝土结构的使用性能和耐久性能，延长混凝土结构的使用寿命，从而降低建筑结构成本和维修费用。用FRP筋代替钢筋，在外荷载作用下，影响FRP筋与混凝土之间共同工作、协调变形的关键因素是FRP筋与混凝土之间粘结力的传递。为此，国内外许多专家针对FRP筋与混凝土的粘结性能进行了大量的理论和试验研究。

FRP筋和混凝土粘结力的组成类似于钢筋混凝土结构,粘结力主要有下面三种:(1)化学胶结力：筋与混凝土接触面上的化学吸附作用力也称胶结力。这力来源于浇注时水泥浆体向筋表面渗透和养护过程中的水泥晶体的生长和硬化，从而使水泥胶体与筋表面产生吸附胶着作用。这种力一般很小，当接触面发生相对滑动时就消失，仅在局部无滑移区段内起作用。(2)摩阻力：混凝土收缩后，将筋紧紧地握裹住而产生的力。筋和混凝土之间的挤压力越大，接触面越粗糙，则摩擦力越大。光面的FRP直筋，在产生相对滑动后，粘结力主要来自摩阻力。(3)机械咬合力：筋表面凹凸不平与混凝土产生的机械咬合作用而产生的力。对于表面变形带肋的FRP筋，咬合力是指带肋筋嵌入混凝土而形成的机械咬合作用，这种咬合作用往往很大，是变形带肋FRP筋与混凝土粘结力的主要来源。对于光面的FRP直筋,由于表面过于光滑，破坏时，一般以滑移拔出破坏为主。对于表面变形带肋FRP筋，一般由变形肋与混凝土的挤压作用产生斜向作用力，斜向力在筋表面会产生切向分力和径向分力，径向分力使截面混凝土处于环向受拉状态。当加载到一定载荷时，界面混凝土因环向拉应力的作用而产生内裂缝，若混凝土保护层较薄，环向拉应力超过混凝土抗拉强度时，试件内形成径向—纵向裂缝，这种裂缝由筋表面沿径向往试件外表发展，同时由加载端往自由端延伸，最后导致混凝土劈裂破坏。若混凝土保护层较厚或有横向箍筋的约束，径向裂缝的发展受到限制，不至于产生劈裂破坏。但筋的滑移会大幅增加，随着FRP筋肋的不断削弱和滑移的继续，最终导致筋被拔出的滑移破坏。目前，国内外已进行的粘结试验大多为拉拔试验，梁式试验较少，试验方法单一，研究成果具有一定的局限性。而在实际的房屋结构和桥梁结构中，FRP筋代替钢筋作为梁底受拉筋，拉拔试验与实际FRP筋在工程实践中的受力情形有所差异。同时，FRP的弹性模量小，约为普通钢筋的25%-70%，抗剪和抗挤压强度低，拉拔试验过程中容易使FRP筋还为达到极限抗拉应力时被夹断。 

由上可知，在研究FRP筋与混凝土的粘结性能试验中，拉拔试验存在上述诸多现实问题，阻碍了FRP筋与混凝土粘结性能的研究。因此，研制适用于研究FRP筋与混凝土的粘结性能的试验装置具有重要的应用价值，对于FRP筋替代钢筋作为梁受拉筋的混凝土结构试验研究提供了科学的试验仪器，具有广阔的应用前景。 

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种纤维增强复合筋材与混凝土粘接强度的梁式试验装置，通过本装置能消除初试几何偏心，保证所施加的拉力为轴心拉伸荷载，提高测试准确度。 

技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：一种纤维增强复合筋材与混凝土粘接强度的梁式试验装置，对FRP-混凝土试件进行性能测试，该FRP-混凝土试件内部埋设有FRP筋，包括第一钢梁、第二钢梁、分配梁和压板，所述第一钢梁和第二钢梁的两端的上部通过钢棒铰接件铰接，同时第一钢梁和第二钢梁的下端通过固定钢板固接；所述分配梁设在第一钢梁和第二钢梁之上，且中心轴线穿过铰接点；所述第二钢梁的下方设有两块压板；所述FRP-混凝土试件放置在第一钢梁内，且FRP筋穿过第一钢梁的铰接端，并伸入两块压板之间进行固定。 

对上述技术方案改进，所述FRP-混凝土试件对应第一钢梁的侧壁设有自攻螺栓，并对FRP-混凝土试件进行测向定位固定；同时FRP-混凝土试件顶部对应第一钢梁也设有自攻螺栓，并对FRP-混凝土试件进行紧固。 

进一步的，所述第一钢梁内部顶端设有槽型钢板，所述FRP-混凝土试件顶部对应的自攻螺栓穿过该槽型钢板。 

进一步的，所述第二钢梁下方的两块压板的相对面设有三角形开槽。 

进一步的，所述FRP筋采用热塑胶固定在两块压板之间。