[發明專利]帶肋筋材增強水泥基復合材料結構保護層厚度的確定方法

有效

• 申請號: 201811478907.3
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109682293B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 郭麗萍;柴麗娟;費香鵬;徐燕慧
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳飛

本發明公開一種帶肋筋材增強水泥基復合材料結構保護層厚度的確定方法，包括如下步驟：步驟1，制備不同保護層厚度的粘結錨固性能測試所用帶肋筋材增強水泥基復合材料試塊；步驟2，在水泥基復合材料試塊表面沿筋材錨固方向布置測點，在測點位置固定電阻應變片；步驟3，進行筋材拉拔試驗，通過數字采集儀獲取不同保護層厚度的水泥基復合材料上各測點電阻應變片的數據變化，據此確定合理的保護層厚度。本發明在帶肋筋材與水泥基復合材料粘接錨固性能試驗基礎上，根據試驗過程中應變片讀數變化能夠確定滿足工程需求的合理的保護層厚度，該方法簡單易操作，而且成本低，為結構設計中筋材保護層厚度的確定提供了技術支持。

技術領域

本發明涉及一種帶肋筋材增強水泥基復合材料結構保護層厚度的確定方法，屬于建筑結構測定技術領域。

背景技術

在結構工程中設置保護層不僅可以保證水泥基復合材料及筋材的粘結性能，而且可阻止外部有害離子的侵入，保護筋材，提高結構的耐久性。當水泥基材料與筋材承受彎拉荷載時，在拉伸變形過程中筋材表面的肋對周圍水泥基材料保護層產生擠壓作用，如果保護層厚度不足，在筋材肋的擠壓作用下保護層開裂，導致筋材與水泥基復合材料的粘結性能降低，影響結構的使用壽命。雖然保護層厚度越大，水泥基復合材料與筋材的粘結性能越優異，但過大的保護層厚度會降低筋材增強水泥基復合材料構件截面的有效高度，降低構件的承載力，影響結構的正常使用。因此合理的設計保護層厚度對于結構設計至關重要。

目前，很多學者致力于研究各種新型的水泥基復合材料如高延性水泥基復合材料等，而且有些水泥基復合材料已逐漸應用到實際工程中。但針對水泥基復合材料保護層的設置仍參考混凝土相關規范中的保護層厚度(崔磊濤.PVA纖維增強水泥基復合材料橋面連接板的應用與研究[D].碩士學位論文,河北工業大學,天津,2012.)，新型水泥基復合材料保護層厚度是否滿足工程需求，缺少研究。因此，迫切需要尋找一種簡單而又低成本的方法確定帶肋筋材增強水泥基復合材料結構的保護層厚度。

發明內容

發明目的：針對現有技術中缺乏針對水泥基復合材料保護層設置厚度的確定方法，本發明提供一種帶肋筋材增強水泥基復合材料結構保護層厚度的確定方法。

技術方案：本發明所述的帶肋筋材增強水泥基復合材料結構保護層厚度的確定方法，包括如下步驟：

步驟1，制備不同保護層厚度的粘結錨固性能測試所用帶肋筋材增強水泥基復合材料試塊；

步驟2，在所述水泥基復合材料試塊表面沿筋材錨固方向布置測點，在測點位置固定電阻應變片；

步驟3，進行筋材拉拔試驗，通過數字采集儀獲取不同保護層厚度的水泥基復合材料上各測點電阻應變片的數據變化，據此確定合理的保護層厚度。

本發明所述的帶肋筋材增強水泥基復合材料中，帶肋筋材為帶肋纖維增強聚合物，帶肋纖維增強聚合物包括帶肋玻璃纖維增強聚合物、帶肋鋼筋、帶肋芳綸纖維增強聚合物、帶肋玄武巖纖維增強聚合物和帶肋碳纖維增強聚合物等。水泥基復合材料可選自活性粉末混凝土、纖維增強水泥基復合材料、高延性水泥基復合材料、高韌性可彎曲水泥基復合材料、超高強超高延性水泥基復合材料等中的一種或幾種。

上述步驟2中，電阻應變片的長度應大于水泥基復合材料的最大粒徑尺寸。其中，布置的測點至少包括拉拔試驗時拉拔載荷的加載端、水泥基復合材料試塊的中間部位和未加載載荷的自由端三處。

優選的，步驟2具體可包括下述過程：

步驟21，在所述水泥基復合材料試塊表面上沿著筋材錨固方向打磨，劃十字線確定應變片的測點位置；

步驟22，在各測點的十字線中心位置粘貼電阻應變片，并反復輕壓電阻應變片，使其粘貼平整，并在該電阻應變片旁粘貼接線端子；

步驟23，在接線端子上焊接應變片導絲和導線，并測試電阻應變片的電阻，檢查導線焊接是否合格。