CN212059857U - 一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置 - Google Patents
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Abstract
一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置，包括：混凝土试块、纤维布、钢架、U型压板、钢筋、钢板；纤维布的上端固定在试验机的上夹具中，纤维布的下部垂直粘贴在混凝土试块的前侧面；钢架是由顶板、底板和左右两块侧板所构成的矩形钢结构，两块侧板之间连接有钢筋，钢筋水平横穿混凝土试块，使混凝土试块悬置在钢架中，顶板和混凝土试块的顶面之间安装有U型压板，U型开口朝向纤维布所在的前侧面；钢板焊接在底板的底部中央，钢板的下端固定在试验机的下夹具中。本实用新型结合材料试验机使用，能够有效控制加载速率，研究不同速率下界面的破坏情况，并且加载过程中结构稳定，不易晃动，加载过程中不会由于支撑结构变形而对试验结果产生干扰。
Description
技术领域
本实用新型属于混凝土性能测试领域，具体涉及一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置。
背景技术
混凝土，简称为砼，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。通常混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水（可含外加剂和掺合料）按一定比例配合经搅拌而得的水泥混凝土，它广泛应用于土木工程。目前在国内，混凝土为应用最多的一种结构形式，占总数的绝大多数，同时我国也是世界上使用混凝土结构最多的地区。随着使用时间的增加，混凝土会不可避免地产生老化和损伤，从而影响混凝土的力学性能，降低由混凝土构成的建筑结构的安全性。
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，简称FRP)是由增强纤维材料与基体材料经过缠绕、模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。由于FRP具有比强度高、比模量大、可设计性强、抗腐蚀性和耐久性能好以及热膨胀系数与混凝土相近的特点，FRP材料被广泛应用于混凝土结构的加固，能够有效减缓混凝土材料的老化和损伤。
对于纤维布加固完之后的混凝土结构，一般不会由于混凝土的破碎或者纤维布的断裂而产生破坏，而通常是混凝土和纤维布之间的界面产生剥离破坏，这种剥离是由于纤维布是通过建筑胶粘在混凝土上，实际使用过程中胶层的位置容易发生破坏。因此，需要设计出特定的试验装置，去研究力的加载和纤维布剥离之间的关系。然而，现有的测量装置结构不稳定，在加载过程中容易产生晃动，或者由于受力端产生形变而影响试验结果，有些仅能简单测出力的大小，而不能得到加载速率与界面破坏程度的关系，测量结果精确度和研究性较低。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置，其特征在于，包括：混凝土试块、纤维布、钢架、U型压板、钢筋、钢板；所述混凝土试块呈长方体结构，所述纤维布的上端固定在试验机的上夹具中，纤维布的下部垂直粘贴在混凝土试块的前侧面；所述钢架是由顶板、底板和左右两块侧板所构成的矩形钢结构，两块侧板之间连接有钢筋，所述钢筋水平横穿混凝土试块，使混凝土试块悬置在钢架中，所述顶板的垂直投影未覆盖混凝土试块的前侧面，顶板和混凝土试块的顶面之间安装有U型压板，所述U型压板的U型开口朝向纤维布所在的前侧面；所述钢板焊接在底板的底部中央，钢板的下端固定在试验机的下夹具中。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，所述纤维布采用碳纤维增强复合材料，通过建筑胶粘贴在混凝土试块的前侧面。
进一步地，所述侧板和底板的转折处安装有加强板。
进一步地，所述混凝土试块中部开设有供钢筋穿过的水平通孔，所述通孔的孔径大于钢筋的直径。
进一步地，所述钢筋的数量大于1，各钢筋相互平行设置，混凝土试块中开设有与各钢筋一一对应的若干通孔，钢筋两端通过预设在侧板中的孔洞固定。
进一步地，左右两块侧板的内壁设有一对左右相对的水平预锚板，U型压板安装在两块预锚板上。
进一步地，左右两块侧板中开设有若干对水平螺纹孔，所述螺纹孔中安装有相适配的水平螺杆，所述螺杆可通过螺纹孔旋进钢架内，左右相对的若干对螺杆用于调节混凝土试块在钢架中的位置。
本实用新型的有益效果是：装置结合材料试验机使用，能够有效控制加载速率，研究不同速率下界面的破坏情况，并且加载过程中结构稳定，不易晃动，加载过程中不会由于支撑结构变形而对试验结果产生干扰。
附图说明
图1是测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置主视图。
图2是测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置局部分解透视图。
图3是测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置俯视图。
图4是U型压板的结构示意图。
附图标记如下：1、混凝土试块；2、纤维布；3、钢架；3-1、顶板；3-2、底板；3-3、侧板；4、U型压板；5、钢筋；6、钢板；7、上夹具；8、下夹具；9、加强板；10、通孔；11、预锚板；12、螺纹孔；13、螺杆。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型。
如图1到图4所示的测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置，包括：混凝土试块1、纤维布2、钢架3、U型压板4、钢筋5、钢板6。
混凝土试块1呈长方体结构，纤维布2采用碳纤维增强复合材料，纤维布2的上端固定在试验机的上夹具7中，纤维布2的下部通过建筑胶垂直粘贴在混凝土试块1的前侧面。
钢架3是由顶板3-1、底板3-2和左右两块侧板3-3所构成的矩形钢结构，进一步参见图3，顶板3-1的垂直投影未覆盖混凝土试块1的前侧面，避免顶板3-1阻挡了纤维布2的拉伸。顶板3-1和混凝土试块1的顶面之间紧密安装有U型压板4，左右两块侧板3-3的内壁设有一对左右相对的水平预锚板11，U型压板4安装在两块预锚板11上。进一步参见图3、图4，U型压板4的U型开口朝向纤维布2所在的前侧面，使得U型压板4在压住混凝土试块1的同时不影响纤维布2的拉伸。
两块侧板3-3之间连接有数量大于1的钢筋5，钢筋5水平横穿混凝土试块1，使混凝土试块1悬置在钢架3中，各钢筋5相互平行设置，钢筋5两端通过预设在侧板3-3中的孔洞固定，混凝土试块1中开设有与各钢筋5一一对应的若干通孔10，通孔10的孔径大于钢筋5的直径，使得在试验机加载过程中，即使混凝土试块1产生一定程度的位移，也不会压迫钢筋5使其产生形变，比如设置40mm孔径的通孔10，而混凝土试块1在拉伸过程中通常只伸长5mm。侧板3-3和底板3-2的转折处还安装有加强板9，使钢架3整体更为牢固。钢板6焊接在底板3-2的底部中央，钢板6的下端固定在试验机的下夹具8中。
为了避免试验机加载过程中混凝土试块1产生偏移，如图2所示，左右两块侧板3-3中开设有若干对水平螺纹孔12，螺纹孔12中安装有相适配的水平螺杆13，螺杆13可通过螺纹孔12旋进钢架3内或旋出，左右相对的若干对螺杆13用于调节混凝土试块1在钢架3中的位置，防止其偏离中心而影响试验结果。
试验时，按照图示将装置组装好，先组装好钢架3、钢板6、U型压板4等，将混凝土试块1通过钢筋5固定在钢架3中，通过螺杆13调节位置。然后粘贴纤维布2，并固定至试验机。启动材料试验机，上夹具7和下夹具8朝相反方向垂直拉拔，控制加载速率，研究不同速率下纤维布与混凝土界面的破坏情况。在加载过程中，主要是钢架3上部受力，也就是通过顶板3-1、U型压板4所构成的双层结构对混凝土试块1进行限制，该结构牢固不易发生形变，并且支撑混凝土试块1的钢筋5基本不受力，不用担心由于钢筋5产生形变而影响试验结果。
需要注意的是，实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置，其特征在于，包括：混凝土试块（1）、纤维布（2）、钢架（3）、U型压板（4）、钢筋（5）、钢板（6）；所述混凝土试块（1）呈长方体结构，所述纤维布（2）的上端固定在试验机的上夹具（7）中，纤维布（2）的下部垂直粘贴在混凝土试块（1）的前侧面；所述钢架（3）是由顶板（3-1）、底板（3-2）和左右两块侧板（3-3）所构成的矩形钢结构，两块侧板（3-3）之间连接有钢筋（5），所述钢筋（5）水平横穿混凝土试块（1），使混凝土试块（1）悬置在钢架（3）中，所述顶板（3-1）的垂直投影未覆盖混凝土试块（1）的前侧面，顶板（3-1）和混凝土试块（1）的顶面之间安装有U型压板（4），所述U型压板（4）的U型开口朝向纤维布（2）所在的前侧面；所述钢板（6）焊接在底板（3-2）的底部中央，钢板（6）的下端固定在试验机的下夹具（8）中。
2.如权利要求1所述的一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置，其特征在于：所述纤维布（2）采用碳纤维增强复合材料，通过建筑胶粘贴在混凝土试块（1）的前侧面。
3.如权利要求1所述的一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置，其特征在于：所述侧板（3-3）和底板（3-2）的转折处安装有加强板（9）。
4.如权利要求1所述的一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置，其特征在于：所述混凝土试块（1）中部开设有供钢筋（5）穿过的水平通孔（10），所述通孔（10）的孔径大于钢筋（5）的直径。
5.如权利要求4所述的一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置，其特征在于：所述钢筋（5）的数量大于1，各钢筋（5）相互平行设置，混凝土试块（1）中开设有与各钢筋（5）一一对应的若干通孔（10），钢筋（5）两端通过预设在侧板（3-3）中的孔洞固定。
6.如权利要求1所述的一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置，其特征在于：左右两块侧板（3-3）的内壁设有一对左右相对的水平预锚板（11），U型压板（4）安装在两块预锚板（11）上。
7.如权利要求1所述的一种测定纤维布与混凝土单面剪切性能的装置，其特征在于：左右两块侧板（3-3）中开设有若干对水平螺纹孔（12），所述螺纹孔（12）中安装有相适配的水平螺杆（13），所述螺杆（13）可通过螺纹孔（12）旋进钢架（3）内，左右相对的若干对螺杆（13）用于调节混凝土试块（1）在钢架（3）中的位置。
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