[发明专利]用于混凝土与钢筋之间粘结应力测试装置及其方法

说明书

用于混凝土与钢筋之间粘结应力测试装置及其使用方法，包括混凝土试块和钢筋，钢筋设置在混凝土试块内，钢筋与混凝土试块的接触部位设置有多个石墨烯应变单元，石墨烯应变单元的两侧分别设置塑料软导管，塑料软导管设置在混凝土试块内且塑料软导管从混凝土试块边缘引出；塑料软导管内设置有应变片导线，应变片导线一端连接石墨烯应变单元应变片导线一端连接电学测试设备；使用时，通过电学设备连通试件中埋置的石墨烯‑水泥混合胶体，即可采集到不同荷载作用下石墨烯‑水泥混合胶体的电阻变化ΔR，再利用下式求得钢筋沿埋置长度各点的应变值ε：本发明具有试验方法简单，方便快捷，对钢筋没有损伤的优点。

技术领域

本发明涉及粘结应力测试技术领域，特别涉及用于混凝土与钢筋之间粘结应变测试装置及其使用方法。

背景技术

钢筋与混凝土的粘结作用是钢筋与混凝土之间的一种复杂的相互作用，依靠这种作用来传递两者间的应力保证钢筋和混凝土的共同协调工作。测定沿钢筋纵向粘结应力的分布通常采用轴心拔出试验，各点的粘结应力可以由相邻两点间钢筋的应力差除以接触面积近似计算。为了测量应力时不至于破坏钢筋与混凝土接触面的粘结，历来通常采用的方法是将钢筋沿纵向剖为两半，在钢筋内开槽并埋入标距为一的应变片并引出导线，然后用环氧树脂将两半钢筋粘结在一起，在两半钢筋拼合处还需点焊处理以增加结合的牢固度。

虽然钢筋内开槽贴片法能够较好地测得钢筋内的应变，但也存在其明显的缺点，采用剖开钢筋并通长铣槽的试验方法对钢筋本身的损坏较大，从而造成钢筋本身的性能发生较大改变，试验结果可能失真，并且此法仅能够应用于处理较粗钢筋，细钢筋根本无法采用由于钢筋创面较大，以往采用应变片的试验中废片率较高。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供用于混凝土与钢筋之间粘结应变测试装置及其使用方法，具有低成本、方便、快捷的优点。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

用于混凝土与钢筋之间粘结应力测试装置，包括混凝土试块3和钢筋2，钢筋2设置在混凝土试块3内，钢筋2与混凝土试块3的接触部位设置有多个石墨烯应变单元1，石墨烯应变单元1的两侧分别设置塑料软导管4，塑料软导管4设置在混凝土试块3内且塑料软导管4从混凝土试块3边缘引出；塑料软导管4内设置有应变片导线5，应变片导线5一端连接石墨烯应变单元1，应变片导线5另一端连接电学测试设备。

所述的石墨烯应变单元1的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：石墨烯分散液与水泥均匀混合后，加入聚羧酸超塑化剂，制备形成石墨烯-水泥混合胶体；石墨烯分散液浓度为0.001～4mg/ml，水泥、石墨烯分散液与聚羧酸超塑化剂每立方米的质量比为473:99.2:19.5；

步骤二：将石墨烯-水泥混合胶体附着在钢筋2上一圈，形成石墨烯应变单元1。

进一步的，所述的石墨烯分散液中加入表面活性剂，石墨烯分散液与表面活性剂的质量为250000:1～125000:1。

进一步的，所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、胆酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠和失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚的一种或多种。

用于混凝土与钢筋之间粘结应力测试装置的使用方法，其步骤为：

步骤一：石墨烯应变单元1的制备：石墨烯分散液与水泥均匀混合，加入聚羧酸超塑化剂，制备形成石墨烯-水泥混合胶体；石墨烯分散液浓度为0.001～4mg/ml，水泥、石墨烯分散液与聚羧酸超塑化剂每立方米的质量比为473:99.2:19.5；

步骤二：将步骤一中的石墨烯-水泥胶体附着在钢筋2上一圈，形成石墨烯应变单元1；