[發明專利]環境/應力作用下FRP筋耐久性試驗裝置及試驗方法

無效

• 申請號: 201210067951.1
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102620989A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 劉小艷;王新瑞;周茂昆;王婷;明維;劉愛華
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N17/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹翠珍

技術領域

本發明涉及一種環境/應力作用下FRP筋耐久性試驗裝置及方法，屬于FRP筋耐久性測試技術，可廣泛用于沿海工程、土木工程、水利水電工程、交通工程等工程領域。

背景技術

據有關資料介紹，目前美國近60萬座橋梁中，有近10萬座鋼筋銹蝕嚴重，美國每年因為鋼筋銹蝕造成的損失高達700億美元；在我國，配筋混凝土結構的鋼筋銹蝕問題也相當嚴重，因此導致的損失，占到國民經濟總產值的2%～4%，大約每年損失高達3000億元。

引起海洋工程混凝土結構失效的最主要問題是氯離子的滲入造成的鋼筋腐蝕破壞。長期以來，研究人員采用添加阻銹劑、陰極保護等方法均不能完美地解決鋼筋銹蝕問題，60年代后，隨著人們對纖維增強塑料(Fiber?Reinforced?Polymer，以下簡稱FRP)筋研究的深入，國內外學者普遍認為使用這種新型的聚合物材料是解決鋼筋銹蝕最有效的方法。FRP筋是由樹脂和纖維經膠合后拉拔成型的，其中纖維含量為55%~80%，基材含量為20%~45%。通常，FRP筋有多種，目前常用的有碳纖維筋(CFRP筋)、玻璃纖維筋(GFRP筋)和芳綸纖維筋(AFRP筋)。?迄今為止，工程中所使用的FRP筋大多不超過二十年。目前，國內外關于FRP筋耐久性的研究多集中在環境作用下的腐蝕機理，不涉及外加應力。而現實中，工程材料總是在有外加應力的條件下工作的，因此，有必要研究FRP筋在腐蝕環境/應力耦合作用下性能的退化。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種環境/應力腐蝕作用下FRP筋耐久性試驗裝置，實現力學與化學的結合，擴展了FRP筋耐久性試驗范圍和深度。

本發明的另一個目的在于提高一種環境/應力腐蝕作用下FRP筋耐久性的試驗方法，操作簡單。

為了實現上述方面目的，本發明提出以下技術方案：

環境/應力作用下FRP筋耐久性試驗裝置，包括固定系統和加載系統；利用加載系統對固定系統施加持續應力至規定齡期；

其中固定系統包括套管、錨具、有孔鋼板；FRP筋試件從套管內穿過，且使有機玻璃套管保持在FRP筋試件的中部、FRP筋試件位于套管的中心，兩者兩端的空隙填充密封，并在套管內填充腐蝕液；FRP筋試件的兩端分別穿過有孔鋼板并插入錨具內，錨具內填充固化劑；然后上端的有孔鋼板卡在下部工字鋼的卡槽內,下端的有孔鋼板卡在底座卡槽內；套管的材質為有機玻璃。

加載系統由加荷構架、支架、工字鋼、砝碼組成；其中加荷構架、支架并排固定在底座上，下部工字鋼的兩端分別固定在支架和加荷構架上，上部工字鋼的兩端活動連接在在支架和加荷構架上，而且上、下部工字鋼靠近加荷構架的一端活動連接，為了方便兩者的聯動，一般通過球鉸連接。

環境/應力作用下FRP筋耐久性試驗方法，包括以下步驟：

1)?安裝加荷系統，將有機玻璃套管穿過FRP筋試件，填充FRP筋與有機玻璃套管之間的空隙，并涂覆粘結劑；

2)?將兩塊有孔鋼板分別穿過FRP筋試件的兩端；

3)?將環氧樹脂和固化劑混合后，注入錨具內部，將FRP筋試件插入錨具后靜置3-5分鐘，按照同樣的方法錨固FRP筋的另一端，室溫靜置1-2天；

4)?根據試驗需要配制腐蝕液；

5)?將固定在FRP筋試件上端的有孔鋼板卡在下部工字鋼的卡槽內；抬起上部工字鋼，將卡槽底部的螺旋旋緊后松開工字鋼，此時工字鋼靠近支架的一端保持懸空；

6)?根據計算所需施加的應力水平，在工字鋼懸空端安裝砝碼；砝碼安裝完畢后，將腐蝕液從有機玻璃套管的上端注入后密封；

7)?至規定齡期取下試件，測試其拉伸強度的保持率和彈模變化情況。

本發明裝置借助杠桿原理進行工作，操作簡便，可進行不同腐蝕環境/應力作用下FRP筋耐久性的研究，且可重復使用，有望填補目前國內外針對上述試驗研究的空白。

附圖說明

圖1是環境/應力作用下FRP筋耐久性試驗裝置的正視圖；

圖2是環境/應力作用下FRP筋耐久性試驗裝置的左視圖；

其中：加荷構架1、FRP筋試件2、有機玻璃套管3、錨具4、鋼板5、卡槽6、支架7、砝碼8、工字鋼9、球鉸10。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

圖1是環境/應力作用下FRP筋耐久性試驗裝置的正視圖，圖2是環境/應力作用下FRP筋耐久性試驗裝置的左視圖。