一種加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度測試裝置及方法，其特征是它包括設置在上混凝土試塊外緣的上掛架以及下混凝土試塊外緣的下掛架，上掛架底面中間位置設置V形凸起，下掛架頂面中間位置設置V形凹槽與上掛架的V形凸起配合，V形凸起在凹槽內繞接觸線樞轉一定角度。測試方法的具體步驟是將上掛架放置到下掛架上，使V形凸起放置在V形凹槽中并使用定位條固定；用結構膠將加固材料粘貼到試塊側面，加固材料在兩試塊的粘貼面積相等，待結構膠完全固化后，拆除混凝土試塊一側的全部定位蓋板和全部定位條，施加壓力使混凝土試塊有繞V形凸起接觸線樞轉的趨勢，從而產生剪切粘結力并達到極限值被破壞時，即可算出抗剪粘結強度。
【技術實現步驟摘要】
本申請是申請日為2012年11月28日，申請號為2012104939575，名稱為的中國專利技術專利申請的分案申請。
本專利技術主要用于建設科學
中，在混凝土結構加固改造中，結構膠粘結加固材料和混凝土基材時的測試其抗剪粘結強度的裝置及方法。
技術介紹
混凝土結構工程加固改造項目中，有需要在混凝土基材上粘貼鋼板、復合增強纖維等加固材料的技術措施。此類措施通過結構膠將加固材料粘貼到混凝土基體上，充分發揮加固材料抗拉強度高的特點，達到加固補強的目的。此項技術的關鍵在于加固材料與混凝土基體的協調變形與共同受力，兩者之間協調變形則完全依靠結構膠提供的剪切粘結力提供，因而抗剪粘結強度是衡量粘接材料性能的重要指標。加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度能最直接反映結構膠的性能，目前尚無相應的測定方法。在國家標準《混凝土結構加固設計規范》GB50367-2006、《建筑結構加固工程施工質量驗收規范》GB50550-2010、標準化協會標準《碳纖維片材加固混凝土結構技術規程》CECS146:2003 (2007年版)中，關于結構膠的性能指標，有正拉粘結強度、鋼一鋼抗剪強度等性能，但均不能反映加固材料與基材的抗剪粘結強度這一重要指標。標準附錄中有“結構膠粘合加固材料與基材的正拉粘結強度試驗室測定方法”，用以評價結構膠的正拉粘結強度，但是測試時的結構膠應力狀態(垂直于加固材料表面的正應力)與結構正常受力時的應力狀態(平行于加固材料表面的剪應力)并不相同，正拉粘結強度與抗剪粘結強度反映的是結構膠兩個不同方面的粘結性能。在國家標準《膠粘劑拉伸剪切強度的測定(剛性材料對剛性材料)》GB/T7124-2008中有膠粘劑拉伸剪切強度(剛性材料對剛性材料)的測試方法，該方法是在平行于粘接面的試樣主軸方向上施加拉伸力，檢測出剛性材料單搭接粘接處(即鋼片對鋼片或纖維板對纖維板)的剪切應力，在一定程度上反映了結構膠材料本身的粘結強度。但在實際加固工程中結構正常受力時，結構膠最直接的粘結性能指標是所粘結的加固材料與混凝土基材間的抗剪粘結強度，由于混凝土材料抗拉強度較低，無法按該標準制作加固材料對混凝土薄板的試樣，故此強度指標無法通過該標準進行測試。該標準中測試的結構膠粘結性能指標僅僅是加固材料與加固材料之間的粘結抗剪強度，故該標準中明確注明了 “從單搭接膠結件得到的剪切強度值不能作為結構膠接的設計應力”。當前有專利技術專利“剪切強度測試儀及剪切測試方法”(專利號:ZL201010107968.6)，是在工程結構加固改造項目中混凝土結構采用淺層嵌固高強板條或表面粘貼高強板條時，檢測板條與原混凝土結構之間粘結剪切強度的專用儀器和方法。該設備分為測力桿、剪切支架、示數儀三部分，通過旋緊測力桿螺栓，使剪切支架端部張開，利用傳力靴抵住粘結完成的板條并對其推壓，使之與混凝土界面粘結破壞，采用測力桿內設的拉壓傳感器測試剪切力的大小，由示數儀顯示最大剪切力。該專利技術專利采用局部破損的手段，在被加固的構件上切割出一定面積的加固材料，現場測試該面積范圍內加固材料與基材的抗剪粘結強度，可以反映粘貼加固的施工質量。但是該專利技術專利僅能檢測具有一定厚度的加固材料的粘結剪切強度，需要傳力靴抵住并推動板條使之與混凝土基材間產生剪切破壞，對于厚度較小的板條(I?2mm)及纖維布(0.111?0.167mm)等加固材料時，由于傳力靴難以做到僅抵住加固材料而不接觸混凝土，往往無法推動板條或纖維布使之剪切破壞，該方法的使用具有一定的局限性；采用該專利技術專利測試時加固材料受壓力作用，與實際工程中受拉力的情況不符；采用該專利技術專利時需對加固材料進行切割，不僅對加固材料和被加固構件有一定的損傷，切割時產生的高溫會影響粘接材料的性能，影響測試結果。故該專利技術專利不能完全適應加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度的測試。
技術實現思路
為了彌補結構膠粘合加固材料與混凝土基材時抗剪粘結強度檢測方法的不足，保證結構膠的粘結性能和加固材料與結構膠的匹配性，保證加固工程質量，本專利技術提供了一種加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度的測試裝置及方法。本專利技術所采取的技術措施是，一種加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度測試裝置，其特征是它包括設置在上混凝土試塊外緣的上掛架以及下混凝土試塊外緣的下掛架，上掛架底面中間位置設置V形凸起，下掛架頂面中間位置設置V形凹槽與上掛架的V形凸起配合，V形凸起在凹槽內繞接觸線樞轉一定角度。本方案的具體特點還有，所述上掛架包括位于混凝土試塊上方的陽角蓋板和位于混凝土試塊下方的刀口托板，陽角蓋板和刀口托板通過至少一條上連接條連接在一起，在刀口托板底面設置V形凸起。所述下掛架包括位于上部的刀槽蓋板和位于下部的陽角托板，刀槽蓋板和陽角托板通過至少一條下連接條連接在一起；在刀槽蓋板頂面設置V形凹槽，V形凸起及V形凹槽均與陽角蓋板平行布置。上連接條為兩條且均勻分布在陽角蓋板和刀口托板的與V形凹槽平行的側面上；下連接條為兩條且均勻分布在刀槽蓋板和陽角托板的與V形凹槽平行的側面上。在混凝土試塊上位于陽角蓋板和陽角托板對側分別設置定位蓋板。上掛架和下掛架四角設置四根定位條，定位條上設置四個定位孔，穿過定位孔的螺栓分別旋入陽角蓋板，刀口托板，刀槽蓋板和陽角托板上對應設置的螺紋孔中將陽角蓋板，刀口托板，刀槽蓋板，陽角托板和定位蓋板整體地固定在一起。連接條及定位條的螺栓孔均為長條形，可以調整托板與蓋板的間距，以便適應存在制作誤差的混凝土試塊。V形凸起的高度為10mm，角度為80°?90° ;V形凹槽凹進的深度為3mm，角度為110。?120。。本專利技術還提供一種加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度測試方法，其特征是:在兩個混凝土試塊上設置如權利要求1所述的上掛架和下掛架；將上掛架放置到下掛架上使V形凸起放置在V形凹槽中，并使用定位條將上掛架和下掛架臨時固定；采用結構膠將加固材料粘貼到試塊側面，加固材料在兩試塊的粘貼面積相等，待結構膠完全固化并在常溫下養護一周后，拆除混凝土試塊一側的全部定位蓋板和全部定位條，利用壓力機或其它加荷設備產生的壓力施加在陽角蓋板和陽角托板上，使混凝土試塊有繞V形凸起接觸線樞轉的趨勢，加固材料阻止其樞轉，從而在加固材料與混凝土基材之間產生剪切粘結力；當結構膠的剪切粘結力達到極限值并最終破壞時，即可通過極限壓力和破壞的粘結面積計算出抗剪粘結強度。它的具體特點還有，V形凸起位于混凝土試塊底面中部的下方，剪切粘結力與加荷設備的壓力大小相等。 本專利技術的有益效果是:上掛架和下掛架形成可以固定混凝土標準試塊的空間框架，并且形成空間杠桿體系，在加載設備對陽角蓋板施壓以后，混凝土試塊有繞刀口托板V形凸起端部樞轉的趨勢，使加固材料與混凝土試塊表面間產生剪切力。定位條的作用是臨時固定混凝土試塊，保證在混凝土試塊側面粘貼加固材料、結構膠養護和試驗裝置在試驗機就位的過程中，混凝土試塊不產生相對位移，結構膠不被擾動。連接條、定位條設長條形螺栓孔，其作用是可以調整蓋板間距，以便適應存在制作誤差的混凝土試塊。在測試過程中，連接條不受力。采用試驗機或其它加荷設備對陽角蓋板和陽角托板施壓后，加固材料與混凝土基材之間產生剪切粘結力τ (y)，其受力狀態與工程中的受力狀態一致。試驗裝置的刀口托板V型凸起接觸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度測試裝置，其特征是它包括設置在上混凝土試塊外緣的上掛架以及下混凝土試塊外緣的下掛架，上掛架底面中間位置設置V形凸起，下掛架頂面中間位置設置V形凹槽與上掛架的V形凸起配合，?V形凸起在凹槽內繞接觸線樞轉一定角度；所述上掛架包括位于混凝土試塊上方的陽角蓋板和位于混凝土試塊下方的刀口托板，陽角蓋板和刀口托板通過至少一條上連接條連接在一起，在刀口托板底面設置V形凸起；所述下掛架包括位于上部的刀槽蓋板和位于下部的陽角托板，刀槽蓋板和陽角托板通過至少一條下連接條連接在一起；在刀槽蓋板頂面設置V形凹槽，V形凸起和陽角蓋板平行布置；上連接條為兩條且均勻分布在陽角蓋板和刀口托板的與V形凹槽平行的側面上；下連接條為兩條且均勻分布在刀槽蓋板和陽角托板的與V形凹槽平行的側面上；在混凝土試塊上位于陽角蓋板和陽角托板對側分別設置定位蓋板。
【技術特征摘要】
1.一種加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度測試裝置，其特征是它包括設置在上混凝土試塊外緣的上掛架以及下混凝土試塊外緣的下掛架，上掛架底面中間位置設置V形凸起，下掛架頂面中間位置設置V形凹槽與上掛架的V形凸起配合，V形凸起在凹槽內繞接觸線樞轉一定角度；所述上掛架包括位于混凝土試塊上方的陽角蓋板和位于混凝土試塊下方的刀口托板，陽角蓋板和刀口托板通過至少一條上連接條連接在一起，在刀口托板底面設置V形凸起；所述下掛架包括位于上部的刀槽蓋板和位于下部的陽角托板，刀槽蓋板和陽角托板通過至少一條下連接條連接在一起；在刀槽蓋板頂面設置V形凹槽，V形凸起和陽角蓋板平行布置；上連接條為兩條且均勻分布在陽角蓋板和刀口托板的與V形凹槽平行的側面上；下連接條為兩條且均勻分布在刀槽蓋板和陽角托板的與V形凹槽平行的側面上；在混凝土試塊上位于陽角蓋板和陽角托板對側分別設置定位蓋板。2.根據權利要求1所述的加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度測試裝置，其特征是上掛架和下掛架四角設置四根定位條，定位條上設置四個定位孔，穿過定位孔的螺栓分別旋入陽角蓋板，刀口托板，刀槽蓋板和陽角托板上對應設置的螺紋孔中將陽角蓋板，刀口托板，刀槽蓋板，陽角托板和定位蓋板整體地固定在一起。3.根據權利要求2所述的加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度測試裝置，其特征是連接條及定位 條的螺栓孔均為長條形。4.根據權利要求1所述的加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度測試裝置，其特征是V形凸起的高度為10mm，角度為80°~90° ;V形凹槽凹進的深度為3mm，角度為110°~120。。5.一種加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度測試方法，其特征是:在兩個混凝土試塊上設置的加固材料與混凝土間結構膠抗剪粘結強度測試裝置包括設置在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：成勃，姜麗萍，成濤，李潭，劉偉，李俊，
申請(專利權)人：山東省建筑科學研究院，
類型：發明
國別省市：山東;37
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