[发明专利]一种水泥基材料间界面粘结强度试验装置与试验方法

说明书

本发明公开了一种水泥基材料间界面粘结强度试验装置与试验方法，包括试件、加载头和压力设备，所述试件包括具有粘结界面的两部分，所述粘结界面上下两端的试件上设有加载凹槽，所述加载凹槽两侧面分别位于粘结界面的两侧，为分别相对粘结界面倾斜设置的凹槽斜面；所述加载头嵌放在试件的加载凹槽内，其上设有与凹槽斜面贴合的加载头斜面；所述试件置于压力设备上，所述粘结界面沿压力设备的压力作用方向放置，所述压力设备的压力端作用在加载头上，通过加载凹槽挤压作用拉开粘结在一起的两部分试件。本发明可用于进行两种不同水泥基材料界面之间的粘结抗拉强度试验，模具和压头加工方便，易于拆卸和搬运，可以重复使用。

技术领域

本发明属于材料测试技术，具体涉及一种水泥基材料间界面粘结强度试验装置与试验方法。

背景技术

将两种或者两种以上不同组成的材料在宏观尺度上进行复合，组成一种新的材料或新的结构形式，在工程中被广泛的采用，尤其在我国高速铁路轨道建造领域，大量采用蒸养混凝土板——自密实混凝土组合构件、蒸养混凝土板——CA砂浆组合构件。由于材料的属性和浇筑时间不同，使得其在共同参与工作过程中存在一个明显的界面，界面间的粘结强度会影响组合构件的应力应变规律、荷载传递规律、破坏脱粘规律。当外力荷载在界面产生的应力超过层间粘结强度时，就会使得层间的粘结失去作用，轨道板出现界面分离，严重时会出现脱空、起皮等因为粘结强度不足而导致的破坏和伤损，水分的进入会带来这些破坏和伤损加剧，从而进一步的影响行车荷载的传递、组合构件的支撑效果，严重影响轨道板的使用性能和耐久性。

综上可以看出，为了使得组合构件体系在运行周期内能保持良好的整体性和协调性，防止轨道板结构得到进一步的环境破坏，提高其服役性能，需要准确测量组合构件中各材料层间的粘结强度，为轨道板的脱粘规律研究和现有轨道板层间粘结状况评估提供定量手段和依据。

目前，常用的测试粘结强度的方法主要有：(1)标准推荐试验方法：JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》和JGT230-2007《预拌砂浆》中描述的拉伸粘结强度测试：采用在基准砂浆表面成型测试砂浆，利用环氧树脂等高强度粘合剂粘贴砂浆和测试压头，在拉力试验机上进行拉伸粘结试验。这个试验方法也是属于粘结强度中抗拉性能的测试，但是该方法存在制备压头相对复杂、采用环氧树脂等高强度粘合剂粘结过程中会出现粘结平整度等效果不好而带来人为误差、粘合剂的消耗会污染环境等问题；(2)改进模具和试块类试验方法：采用自制8字型试模，在两个近似O型的模具内分别成型试块，养护至合适龄期，进行拉伸粘结强度测试；采用十字交叉形式组合试件，自制压头将十字型组合试件拉开进行粘结强度测试；采用圆柱形试块，预成型一半圆柱形，再成型另一半圆柱形，养护至合适龄期后，将界面垂直压力试验机压头表面，进行抗压测试，使得界面分离断裂而得到粘结强度。以上的试验方法都是属于抗拉强度测试，但是普通存在一个问题：没有在装置上去保证力是均匀传递到粘结界面的，需要人为将界面在成型中设置均匀或者人为将测试压头调整受力状态均匀传递至界面，使得界面粘结强度测试存在较大的人为误差。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有水泥试件粘结强度试验方法因为力传递不均导致误差较大的问题，提供一种水泥基材料间界面粘结强度试验装置与试验方法，用于进行两种不同水泥基材料界面之间的粘结强度试验。

本发明采用如下技术方案实现：

一种水泥基材料间界面粘结强度试验装置，包括试件、加载头和压力设备，

所述试件包括具有粘结界面的两部分，所述粘结界面上下两端的试件上设有加载凹槽，所述加载凹槽两侧面分别位于粘结界面的两侧，为分别相对粘结界面倾斜设置的凹槽斜面；

所述加载头嵌放在试件的加载凹槽内，其上设有与凹槽斜面贴合的加载头斜面；

所述试件置于压力设备上，所述粘结界面沿压力设备的压力作用方向放置，所述压力设备的压力端作用在加载头上，所述加载头通过加载凹槽挤压作用拉开粘结在一起的两部分试件。