一种纤维增强聚合物筋与混凝土粘结性能的表征方法与流程

文档序号:12713628阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种纤维增强聚合物筋与混凝土粘结性能的表征方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、制备FRP筋增强混凝土结构试件,试件包括混凝土和设置在混凝土中的FRP筋;

S2、对FRP筋增强混凝土结构试件进行X-CT扫描,得到试件的多幅二维断层扫描图像;

S3、通过CT数据分析和可视化软件对二维断层扫描图像进行分析,并对其进行三维体重建,得到得到FRP筋增强混凝土的三维体结构;

S4、以三维体结构中FRP筋的轴心为中心线,统计距离FRP筋表面一定距离的圆环内的混凝土孔隙体积,通过计算单位长度的FRP筋与混凝土粘结界面的单位孔隙体积,对FRP筋与混凝土的粘结性能进行表征。

2.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物筋与混凝土粘结性能的表征方法,其特征在于,步骤S1的具体方法为:

S11、制备边长为150mm的立方体混凝土试件,在浇注混凝土之前将FRP筋固定于对立侧平面中心钻孔的模具中,所有试验试件需要进行同一批浇注,同时进行振捣,忽略混凝土成型过程中造成的孔隙不均的影响;成型后带模养护1天,然后拆模并将试件放入标准养护室,养护温度为20±2℃,相对湿度为95%以上,养护28天后取出备用;

S12、对待检测的试件进行预处理,在试件待进行X-CT扫描的截面位置,使用切割机,从试件边缘至轴心切割50mm的切口,切口用于提高X-CT扫描图像的分辨率。

3.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物筋与混凝土粘结性能的表征方法,其特征在于,步骤S4中圆环的外径距离FRP筋表面的距离为1d-2d,d为FRP筋的直径。

4.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物筋与混凝土粘结性能的表征方法,其特征在于,步骤S4的具体方法为:

S41、根据二维断层扫描图像的灰度值差别,对FRP筋增强混凝土的三维体结构进行分相,用黑色表示孔隙;

S42、以三维体结构中FRP筋的轴心为中心线,统计距离FRP筋表面一定距离的圆环内的混凝土孔隙体积,记作Vp;测量三维体结构中FRP筋的长度,记作l;

S43、根据孔隙体积Vp和FRP筋长度,计算单位长度内FRP筋与混凝土粘结界面的单位孔隙体积V,计算公式为:V=Vp/l;

S44、对于同种类别的FRP筋增强混凝土试件,计算多个试件的单位孔隙体积的平均值;对于不同种类的FRP筋增强混凝土试件,重复步骤S42和步骤S43,得到不同类型FRP筋增强混凝土试件的单位孔隙体积,对结果进行比较即可表征不同类型FRP筋增强混凝土试件的粘结性能。

5.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物筋与混凝土粘结性能的表征方法,其特征在于,步骤S2中对FRP筋增强混凝土结构试件进行X-CT扫描的扫描层厚度为40um-60um。

6.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物筋与混凝土粘结性能的表征方法,其特征在于,步骤S3中CT数据分析和可视化软件为my-VGL软件。

7.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物筋与混凝土粘结性能的表征方法,其特征在于,步骤S4中单位长度的FRP筋与混凝土粘结界面的单位孔隙体积越大,FRP筋增强混凝土结构试件的粘结力越弱。

8.根据权利要求1所述的纤维增强聚合物筋与混凝土粘结性能的表征方法,其特征在于,该方法还包括对表征结果进行验证的方法,具体为:

S5、通过FRP筋增强混凝土结构试件拉拔装置对FRP筋和混凝土的粘结力进行测量,通过比较测量得到的粘结力和计算得到的单位孔隙体积,对该表征方法进行验证;

FRP筋增强混凝土结构试件拉拔装置包括试件、固定件、锚固端(8)和加载端(7);其中:

试件包括混凝土(2)和设置在混凝土(2)内部的FRP筋(1),FRP筋(1)通过两段设置在混凝土(2)内的PVC套管(3)与混凝土(2)固定连接;

固定件包括下固定件(5)、上固定件(9)和竖直固定件(10),竖直固定件(10)对下固定件(5)和上固定件(9)进行支撑,试件放置在下固定件(5)上,下固定件(5)中心开孔;

FRP筋(1)下端穿过开孔与锚固端(8)固定连接,FRP筋(1)上端设置有锚固钢管(4),锚固钢管(4)上固定有位移计(6),加载端(7)对锚固端(8)施加压力,通过测量位移计(6)的位移值,根据位移值计算得到FRP筋和混凝土的粘结力。

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