[發(fā)明專利]一種用于測試FRP傳力桿耐久性的裝置與試驗方法

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• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108318226A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡遲春;戴亮;胡昊;王雨;梁國立;蘇俊光;榮光宇;王博宇;趙建營
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01N3/02;G01N3/20;G01N3/24;G01N17/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

本發(fā)明公開了一種用于測試FRP傳力桿耐久性的裝置與試驗方法。該裝置包括PVC管套筒、液壓鎖以及硅膠密封條。本發(fā)明試驗方法將FRP傳力桿插入裝置的PVC管套筒中，注滿腐蝕溶液模擬腐蝕環(huán)境，恒溫養(yǎng)護，測量養(yǎng)護前后FRP傳力桿的質(zhì)量、層間剪切強度、抗彎強度及彎曲彈性模量的變化，判斷FRP傳力桿的耐久性能。本發(fā)明從微觀角度觀察FRP傳力桿破壞過程，有利于探究FRP傳力桿腐蝕機理，全面評估FRP傳力桿實際工況下的長期腐蝕狀態(tài)，為減少FRP傳力桿腐蝕、提高水泥混凝土路面長期使用性能提供科學的試驗方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于道路工程領(lǐng)域，具體涉及一種用于測試FRP傳力桿耐久性的裝置與試驗方法。

技術(shù)背景

目前我國水泥混凝土路面使用的傳力桿普遍是鋼質(zhì)傳力桿，但是大量的道路實踐資料表明，鋼制傳力桿存在一定缺陷。使用多年后的鋼質(zhì)傳力桿由于雨水、氯化物等侵入容易銹蝕，導致傳力桿截面膨脹而處在一種鎖死狀態(tài)，由于溫度或者水分變化會導致混凝土膨脹或收縮，此時鎖死的傳力桿會造成很大的應(yīng)力集中。同時，由于鋼材較大的表面硬度，也會導致傳力桿與混凝土接觸界面在車輪荷載作用下產(chǎn)生應(yīng)力集中。兩者共同作用，長久作用下導致傳力桿/混凝土界面出現(xiàn)間隙，產(chǎn)生脫空，進而喪失荷載傳遞能力；此外，鋼制傳力桿的制造成本較高且使用壽命較短，經(jīng)濟效益較差。而玻璃鋼增強塑料(FRP)為脆性復合材料，具有質(zhì)輕高強、耐久性好、耐化學腐蝕能力強等優(yōu)點，可以在酸、堿、氯鹽和潮濕的環(huán)境中長期使用，且與混凝土接觸面光滑，剛度接近，成為替換鋼質(zhì)傳力桿的理想材料。

然而傳統(tǒng)鋼質(zhì)傳力桿與FRP傳力桿材料的性能與腐蝕機理有很大差異，傳統(tǒng)的傳力桿耐久性試驗方法并不適用FRP傳力桿，國內(nèi)尚未形成一種完善的FRP傳力桿耐久性測試方法，對于FRP傳力桿耐久性能的測試缺少系統(tǒng)完整的試驗方法，且由于FRP不導電等特點，急需研究出測試FRP傳力桿的耐久性試驗方法對FRP傳力桿進行耐久性測試，以支持FRP傳力桿得到更廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于測試FRP傳力桿耐久性的裝置，該裝置為簡易腐蝕裝置。

本發(fā)明的目的還在于提供基于所述用于測試FRP傳力桿耐久性的裝置進行測試FRP傳力桿耐久性的試驗方法。該方法通過采用含有Ca(OH)₂、NaOH以及KOH的水溶液作為腐蝕環(huán)境，通過測量FRP傳力桿在腐蝕環(huán)境中恒溫養(yǎng)護前后的物理性能及力學性能的變化，得出FRP傳力桿的耐久性。

本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)。

一種用于測試FRP傳力桿耐久性的裝置，包括PVC(聚氯乙烯)管套筒、液壓鎖以及硅膠密封條；

所述液壓鎖設(shè)置在PVC管套筒的兩端，用于鎖住PVC管套筒的兩個端口；

所述硅膠密封條設(shè)置在液壓鎖的上，用于密封PVC管套筒的兩個端口。

PVC管套筒的兩端通過用液壓鎖及硅膠密封條密封，減少了試驗過程中腐蝕溶液的揮發(fā)及濃度變化，有利于保證試驗結(jié)果的準確性。

基于所述的裝置測試FRP傳力桿耐久性的實驗方法，包括如下步驟：

(1)測量FRP傳力桿的物理性能和力學性能；

(2)將裝置的PVC管套筒的一端用液壓鎖鎖住，并用硅膠密封條密封，插入FRP傳力桿后再往PVC管套筒內(nèi)注滿腐蝕溶液，使FRP傳力桿浸沒于腐蝕溶液中，最后用液壓鎖鎖住PVC管套筒的另一端并用硅膠密封條密封，靜置恒溫養(yǎng)護；

(3)養(yǎng)護結(jié)束后，取出FRP傳力桿，測量FRP傳力桿的物理性能和力學性能，對比養(yǎng)護前后FRP傳力桿的物理性能和力學性能，判斷FRP傳力桿的耐久性能。

進一步地，所述物理性能包括質(zhì)量。

進一步地，所述力學性能包括層間剪切強度、抗彎強度以及彎曲彈性模量。