CN105259111A - 新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水利土木工程领域的一种新型实验装置，尤其是新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置。所述的新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置包括上L型夹具、下L型夹具、螺栓、侧面夹头、混凝土试件、实验机底座、实验机压头、螺钉、弹簧。本发明装置体积小，制作简单，使用方便，便于组装和拆卸，能够使新旧混凝土粘结界面在纯剪情况下进行剪切实验，测试新旧混凝土粘结界面在纯剪切作用下的剪切强度，分析新加固混凝土结构的剪切受力性能，提供粘结界面剪切强度参数，将其作为力学性能指标用于混凝土结构加固修复设计，同时为混凝土加固施工中新旧混凝土粘结界面的处理提供技术指导。

Description

新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置

技术领域

本发明涉及水利土木工程领域的一种新型实验装置，尤其是新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置。

背景技术

混凝土，简称砼，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常讲的混凝土是指用水泥做胶凝材料，砂、石作集料，与水、外加剂、掺合料按一定比例配合，经过搅拌而得的水泥混凝土，广泛应用在水利土木工程。在各种使用荷载及侵蚀环境作用下，混凝土结构产生了相当严重的老化、病害和事故，降低了结构的安全性和耐久性，严重影响了建筑物的正常使用和国民经济的安全。

针对如此严重的既有混凝土结构老化病害现象，混凝土结构的维修加固迅速发展成为一门新兴的特殊工程行业。近年来，我国在既有混凝土结构维修加固方面的投资也非常大，尤其在1998年特大洪水后就投入资金408亿元用于全国水利工程的除险加固。目前，对于混凝土结构，最常用且简单有效的补强加固修复方法为加大截面法，即首先在有病害混凝土表面进行一定的处理，如涂刷界面粘结剂，然后将新混凝土浇筑在上面，使新旧混凝土粘结成为一个整体共同承担原结构的作用力。由此可见，要使新旧混凝土真正成为一个整体来共同工作，则新旧混凝土界面之间的良好粘结性能就成为其关键所在。但是，在实际工程中，很多修补加固的结构在工作一段时间后，粘结面就出现裂缝，新补混凝土亦会出现剥落和裂缝现象，使整体结构的使用功能和安全性再次受损，其中非常重要的原因就是缺乏对新旧混凝土粘结机理和力学性能的系统研究和认识，对新旧混凝土粘结面处理不当造成的。

用于新旧混凝土粘结性能测试的试验方法很多，主要是针对抗拉性能和抗剪性能的测试。现场直接抗拉试验法可以在现场直接测定粘结质量和强度，具有准确和可靠的性质，已经被ACI推荐作为一种标准试验方法。最早的抗剪强度实验的试件为具有两个剪切面的短梁，梁中横截面上的沿加荷方向的高值垂直应力影响了混凝土的抗剪强度。之后，采用顶部和底部设有凹口的短梁，以减缓垂直应力对抗剪强度的影响，但这样的试件由于应力集中，破坏始自凹口的端点，而不在剪应力最大的横截面中间。实际上，通过这类形式的试件所得的新旧混凝土粘结界面的剪切实验结果，只能说是直剪，而非混凝土的纯剪强度。

鉴于此，必须设计出能够准确量测其粘结界面的剪切强度的试验装置，将其作为基本性能指标用于混凝土结构加固修复设计，同时为混凝土加固施工中新旧混凝土粘结界面的处理提供技术指导。

发明内容

本发明就是为了解决现有技术存在的上述不足，提供新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置，该装置在加载混凝土材料后使混凝土上下左右表面不受力，前后表面承受本装置施加的正压力和竖直方向的摩擦力，从而测试混凝土在纯剪切作用下的剪切强度，分析混凝土剪切受力性能，提供混凝土剪切强度参数，可供混凝土材料在实际工程实践中的结构设计、受力分析参考。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置，所述的新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置包括上L型夹具、下L型夹具、螺栓、侧面夹头、混凝土试件、实验机底座；上L型夹具倒立放置与下L型夹具形成不封闭式方框形结构，上L型夹具与下L型夹具垂直方向留有一定间距；上L型夹具与下L型夹具形成不封闭式方框形结构的内部的左、右侧沿着水平面的前后方向设有滑道，侧面夹头活动设置在滑道两端，侧面夹头夹设混凝土试件前后面，螺栓穿设滑道两端的侧面夹头紧固混凝土试件前后面；上L型夹具顶部设有力加载装置；下L型夹具底部固定设置在实验机底座上。

进一步，所述的滑道的形状为向内凹陷的倒“T”形，侧面夹头的形状为“工”字形，侧面夹头的一端活动设置在滑道内；

进一步，所述的上L型夹具、下L型夹具与混凝土试件接触的部分进行粗糙处理，以加大摩擦；

进一步，所述的上L型夹具、下L型夹具、螺栓、侧面夹头利用摩擦力将混凝土试件固定在中间；

进一步，所述的力加载装置包括实验机压头、螺钉、弹簧，实验机压头为圆柱形套筒，与上L型夹具顶部的连接轴配合连接，在连接轴与实验机压头上设有螺钉，连接轴螺钉与实验机压头螺钉通过弹簧连接起来；力加载装置施加的力通过侧面夹头传递到混凝土试件的前后面上且方向与前后面共面向下。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明装置体积小，制作简单，使用方便，便于组装和拆卸，能够使新旧混凝土粘结界面处在纯剪作用情况下进行剪切试验，测试混凝土在纯剪切作用下的剪切强度，分析新旧混凝土粘结界面的剪切受力性能，提供新旧混凝土剪切强度参数，为混凝土结构加固设计提供参考。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1-上L型夹具；2-下L型夹具；3-螺栓；4-侧面夹头；5-混凝土试件；6-实验机底座；7-实验机压头；8-螺钉；9-弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步地详细描述。

实施例：

本发明应用在混凝土材料上做新旧混凝土粘结界面纯剪实验时：

如图1所示，新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置，所述的新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置包括上L型夹具1、下L型夹具2、螺栓3、侧面夹头4、混凝土试件5、实验机底座6；上L型夹具1倒立放置与下L型夹具2形成不封闭式方框形结构，上L型夹具1与下L型夹具2垂直方向留有一定间距；上L型夹具1与下L型夹具2形成不封闭式方框形结构的内部的左、右侧沿着水平面的前后方向设有滑道，侧面夹头4活动设置在滑道两端，侧面夹头4夹设混凝土试件5前后面，螺栓3穿设滑道两端的侧面夹头4紧固混凝土试件5前后面；上L型夹具1顶部设有力加载装置；下L型夹具2底部固定设置在实验机底座6上。

在上述的实施例所述技术方案的基础上，优选地，所述的滑道的形状为向内凹陷的倒“T”形，侧面夹头4的形状为“工”字形，侧面夹头4的一端活动设置在滑道内；

所述的上L型夹具1、下L型夹具2与混凝土试件5接触的部分进行粗糙处理，以加大摩擦；

所述的上L型夹具1、下L型夹具2、螺栓3、侧面夹头4利用摩擦力将混凝土试件5固定在中间；

所述的力加载装置包括实验机压头7、螺钉8、弹簧9，实验机压头7为圆柱形套筒，与上L型夹具1顶部的连接轴配合连接，在连接轴与实验机压头7上设有螺钉8，连接轴螺钉与实验机压头螺钉通过弹簧9连接起来；力加载装置施加的力通过侧面夹头4传递到混凝土试件5的前后面上且方向与前后面共面向下。

实验进行时，实验机压头7压迫上L型夹具1，在摩擦力作用下，混凝土试件5受到纯剪破坏，测试并且分析混凝土试件5在纯剪切作用下的抗剪切强度。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置，其特征在于：所述的新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置包括上L型夹具（1）、下L型夹具（2）、螺栓（3）、侧面夹头（4）、混凝土试件（5）、实验机底座（6）；上L型夹具（1）倒立放置与下L型夹具（2）形成不封闭式方框形结构，上L型夹具（1）与下L型夹具（2）垂直方向留有一定间距；上L型夹具（1）与下L型夹具（2）内部的左、右侧沿着水平面的前后方向设有滑道，侧面夹头（4）活动设置在滑道两端，侧面夹头（4）夹设混凝土试件（5）前后面，螺栓（3）穿设滑道两端的侧面夹头（4）紧固混凝土试件（5）前后面；上L型夹具（1）顶部设有力加载装置；下L型夹具（2）底部固定设置在实验机底座（6）上。

2.根据权利要求1所述的新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置，其特征在于：所述的滑道的形状为向内凹陷的倒“T”形，侧面夹头（4）的形状为“工”字形，侧面夹头（4）的一端活动设置在滑道内。

3.根据权利要求1所述的新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置，其特征在于：所述的上L型夹具（1）、下L型夹具（2）与混凝土试件（5）接触的部分设置有摩擦结构。

4.根据权利要求1所述的新旧混凝土粘结界面纯剪实验装置，其特征在于：所述的力加载装置包括实验机压头（7）、螺钉（8）、弹簧（9），实验机压头（7）为圆柱形套筒，与上L型夹具（1）顶部的连接轴配合连接，在连接轴与实验机压头（7）上设有螺钉（8），连接轴螺钉与实验机压头螺钉通过弹簧（9）连接起来；力加载装置施加的力通过侧面夹头（4）传递到混凝土试件（5）的前后面上且方向与前后面共面向下。