专利名称：一种直接测定早龄期混凝土与钢筋粘结性能的测试装置及测定方法
技术领域：
本发明涉及一种测定早龄期混凝土与钢筋粘结性能的测试装置及测定方法，属于混凝土建筑领域。
背景技术：
土木工程领域中，早龄期(主要指混凝土浇筑后观天)钢筋混凝土粘结性能是非常重要的。在混凝土结构早龄期时，钢筋混凝土粘结性能发展迅速，其规律没有被完全掌握，准确测量钢筋混凝土早龄期粘结性能对评价混凝土早龄期开裂性能以及避免早龄期混凝土结构出现裂缝具有非常重要的意义。目前测量钢筋混凝土早龄期粘结性能主要是拔出试验、梁式试验、长埋长钢筋混凝土粘结滑移试验。拔出试验需要利用试验机对所浇筑的试件进行加载，不便于在施工现场测量。现有的装置都必须将试件拆模后固定在相应的装置上进行测量，而且测试装置容易存在偏心现象，因此无法测早期混凝土与钢筋的粘结性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种无需拆模并可现场测量的测定早期混凝土与钢筋粘结性能测试装置和测定方法。为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案直接测定早期混凝土与钢筋粘结性能测试装置，包括外框架以及设置在外框架内的加载装置，其特征在于所述的外框架的上端通过一平面铰与放置试件的试件模板连接，所述的加载装置包括液压千斤顶、空心荷载传感器、球铰、位移传感器、液压油泵以及电阻应变仪，在所述的外框架的中部设置有一千斤顶固定装置，所述的液压千斤顶设置在千斤顶固定装置内，液压千斤顶的下端通过所述的球铰连接在外框架的下端，液压千斤顶的上端连接所述的空心荷载传感器，所述的液压油泵与所述的液压千斤顶连接，所述的位移传感器设置在试件的上端，位移传感器和空心荷载传感器的数据输出端连接至所述的电阻应变仪。一种直接测定钢筋混凝土早龄期粘结性能的测定方法，步骤如下
第一步千斤顶回缩至最下面，在外框架上端中心放置平面铰，未拆模的混凝土试件置于平面铰的上端，钢筋穿过平面铰和顶部工字型钢梁，位移传感器放置在试件的顶端，用位移传感器固定架将其固定在试件模板上；
第二步千斤顶伸长连接空心荷载传感器和钢筋。位移传感器放置在试件的顶端，用位移传感器固定架将其固定在试件模板上；
第三步液压千斤顶将空心荷载传感器向下拉,使钢筋和混凝土之间产生相对滑移，通
过应变仪记录加载力Pi和钢筋混凝土的相对滑移值Mi ；
第四步用巧除以钢筋混凝土的接触面面积S得到钢筋混凝土之间的粘结力Ti， = ，最大粘结应力^ M ,根据『和醉可得到粘结应力-滑移曲线。与现有技术相比，本发明的有益效果是
本发明测试装置的特点是组装简单，操作方便，试验所需仪器较少，可以在浇筑现场进行测量，不要拆模，不需要专门的拉力试验机，操作方便可重复使用。在试件模板和顶部工字型钢梁之间设置平面铰，消除水平力。在底部工字型钢梁和液压千斤顶之间设置球铰消除偏心作用，测量更精确；外框架的各部分通过高强螺栓连接，可拆开，便于运输；千斤顶采用千斤顶固定装置固定，防止千斤顶倾斜。
图1是本发明测试装置的整体装置图。其中1 一顶部工字型钢梁，2—右侧工字型钢柱，3—左侧工字型钢柱， 4一底部工字型钢梁，5—外框架，6—球铰，7—液压千斤顶，8—空心荷载传感器，9一螺纹套管，10—平面铰，11 一试件模板，12—位移传感器，13—高强螺栓，14一千斤顶固定装置，15—电阻应变仪，16—四芯导线，17—液压油泵，18—油管，19—混凝土试件，20—钢筋，21—方形钢板，22—位移传感器固定架，
23—连接杆。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明作详细说明
如图1所示，本发明直接测定钢筋混凝土早龄期粘结性能的测试装置，包括外框架5以及设置在外框架5内的加载装置，其中外框架5由顶部工字型钢梁1、两侧工字型钢柱(右侧工字型钢柱2和左侧工字型钢柱3)、底顶部工字型钢梁4通过高强螺栓13连接而成。外框架上端放置一个平面铰10，铰中心钻孔，平面铰可保证试件在水平方向没有作用力。平面铰 10的上端放置未拆模的钢筋混凝土试件19，钢筋下端刻有螺纹。由于试件没有完全硬化， 所以不能拆模，且试件模板11有较大的刚度。加载装置包括液压千斤顶7、空心荷载传感器8、球铰6、位移传感器12、高强螺栓 13、液压油泵17和电阻应变仪15，球铰6设置在外框架上的方形钢板21和液压千斤顶7之间，液压千斤顶7通过油管18与液压油泵17连接，空心荷载传感器8通过连接杆23与钢筋20连接，未拆模混凝土试件通过平面铰10与顶部工字型钢梁1连接，位移传感器12通过传感器固定架22固定在试件模板11上。空心荷载传感器8和位移传感器12通过四芯导线与电阻应变仪15连接。通过加载装置作用在空心荷载传感器8上，使钢筋20和混凝土之间产生相对滑移，通过电阻应变仪15记录加载力巧和钢筋混凝土的相对滑移值Aii。本发明的测定方法是
第一步千斤顶回缩至最下面，在外框架上端中心放置平面铰，未拆模的混凝土试件置于平面铰的上端，钢筋穿过平面铰和顶部工字型钢梁，位移传感器放置在试件的顶端，用位移传感器固定架将其固定在试件模板上；
第二步千斤顶伸长连接空心荷载传感器和钢筋。位移传感器放置在试件的顶端，用位移传感器固定架将其固定在试件模板上；第三步液压千斤顶将空心荷载传感器向下拉，使钢筋和混凝土之间产生相对滑移，通过应变仪记录加载力Pi和钢筋混凝土的相对滑移值Mi ；
第四步用巧除以钢筋混凝土的接触面面积S得到钢筋混凝土之间的粘结力^，
Ti =巧/S，最大粘结应力/ S ,根据「和叫可得到粘结应力-滑移曲线。
权利要求
1.一种直接测定早期混凝土与钢筋粘结性能的测试装置，包括外框架(5)以及设置在外框架(5)内的加载装置，其特征在于所述的外框架的上端通过一平面铰(10)与放置试件的试件模板(11)连接，所述的加载装置包括液压千斤顶(7)、空心荷载传感器(8)、球铰 (6)、位移传感器(12)、液压油泵(17)以及电阻应变仪(15)，在所述的外框架(5)的中部设置有一千斤顶固定装置(14)，所述的液压千斤顶(7)设置在千斤顶固定装置(14)内，液压千斤顶(7)的下端通过所述的球铰(6)连接在外框架(5)的下端，液压千斤顶(7)的上端连接所述的空心荷载传感器(8)，所述的液压油泵(17)与所述的液压千斤顶(7)连接，所述的位移传感器(12)设置在试件的上端，位移传感器(12)和空心荷载传感器(8)的数据输出端连接至所述的电阻应变仪(15)。
2.根据权利要求1所述的直接测定钢筋混凝土早龄期粘结性能的测试装置，其特征在于所述的外框架(5)由顶部工字型钢梁(1)、两侧工字型钢柱(2、3)、底顶部工字型钢梁 (4)通过螺栓连接而成，其中顶部工字型钢梁(1)中心设有可穿过钢筋的孔。
3.根据权利要求2所述的直接测定钢筋混凝土早龄期粘结性能的测试装置，其特征在于所述的平面铰(10)设置在试件模板(11)和顶部工字型钢梁(1)之间。
4.根据权利要求2所述的直接测定钢筋混凝土早龄期粘结性能的测试装置，其特征在于所述的球铰(6)设置在底部工字型钢梁(4)和液压千斤顶(7)之间。
5.根据权利要求1所述的直接测定钢筋混凝土早龄期粘结性能的测试装置，其特征在于在所述的空心荷载传感器(8)的上端还连接有一连接杆(23)，在连接杆(23)上设有与钢筋(20)连接的螺纹套管(9)。
6.一种采用权利要求1所述的测试装置直接测定钢筋混凝土早龄期粘结性能的测定方法，其特征在于试验步骤如下第一步千斤顶(7)回缩至最下面，在外框架上端中心放置平面铰(10)，未拆模的混凝土试件(19)置于平面铰(10)的上端，钢筋(20)穿过平面铰(10)和顶部工字型钢梁(1)；第二步千斤顶(7)伸长连接空心荷载传感器(8)和钢筋(20)，位移传感器(12)放置在试件的顶端，用位移传感器固定架(22)将其固定在试件模板(11)上；第三步液压油泵(17)驱动液压千斤顶(7)，对钢筋(20)产生一个拉力，钢筋和混凝土之间产生相对滑移，电阻应变仪(15)记录加载力巧和钢筋混凝土的相对滑移值Aii ；第四步用巧除以钢筋混凝土的接触面面积S得到钢筋混凝土之间的粘结力Ti， Ti=P^S,最大粘结应力τ皿=EaJS ’根据Ti和Mi可得到粘结应力-滑移曲线。
全文摘要
本发明公开了一种直接测定早期混凝土与钢筋粘结性能的测试装置及测定方法。其测试装置包括外框架以及设置在外框架内的加载装置，外框架的上端通过一平面铰与放置试件的试件模板连接，所述的加载装置包括液压千斤顶、空心荷载传感器、球铰、位移传感器、液压油泵以及电阻应变仪。混凝土浇筑后无需拆模，直接测试。测试前在试件顶端安装位移传感器，测试时液压油泵驱动液压千斤顶，对钢筋产生一个拉力，从而钢筋混凝土之间产生相对滑移，产生粘结力，测试早期混凝土与钢筋之间的粘结性能。本发明装置结构简单，拆卸方便，所需材料及仪器少，不仅适用于科研，而且适用于施工现场对早期混凝土与钢筋粘结性能的测试。
文档编号G01N19/04GK102507439SQ201110375830
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者张今阳, 段小芳, 沈德建, 袁娇娇, 陆培娟 申请人:河海大学