单轴拉伸作用下防护涂层附着效果试验装置和试验方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单轴拉伸作用下防护涂层附着效果试验装置和试验方法，适用于桥梁防腐工程涂装性能研究，属于测试技术领域。
【背景技术】
[0002]大型桥梁桥(悬索桥)的锚固系统是其承载支撑系统中的重要部分，对大桥整体稳定性起着决定性的作用。锚固系统一般由锚固钢结构和混凝土浇筑而成。桥梁建成之时，存在载荷释放瞬间，此时锚固系统中的钢结构承受巨大拉伸载荷作用，发生变形。若将钢结构直接与混凝土浇筑，因钢结构与混凝土之间的粘结力较大，在载荷释放瞬间，可能导致混凝土破裂损坏。为解决此问题，目前常用方法为:在部分钢结构外层包裹类泡沫材料，以减小钢结构与混凝土之间的粘结力。此种方法虽然能够有效地解决因载荷释放导致混凝土破坏的问题，但是因钢结构和混凝土之间存在较大间隙和类泡沫材料防腐性较差，使锚固系统中的钢结构容易受到腐蚀，性能下降，从而影响桥梁结构的整体稳定性，减少使用年限。因此，目前国内外开始考虑采用防腐防护涂层方法来解决解决荷载释放带来的问题。由于防腐防护涂层具有优越的防腐性能，可以有效地延缓钢结构锈蚀，从而提高工程结构的使用寿命，目前已广泛应用于腐蚀环境工程领域中。但其是否能够解决载荷释放问题，主要取决于其与混凝土的粘结性能。因此研究防腐防护涂层与混凝土的粘结性能至关重要。综上所述，研究开发一种拉伸作用下防护涂层粘结效果试验装置和试验方法具有重要意义。
【发明内容】
[0003]针对上述亟待解决的问题，发明提供一种单轴拉伸作用下防护涂层附着效果试验装置和试验方法，且可通过调节加载系统，改变试件尺寸，改变加载方式等方法，实现轴心加载作用、偏心加载作用、试件尺寸效应、震动疲劳作用下防护涂层与混凝土及防护构建的粘结效果(粘结力数值、防护涂层破坏情况等)的测试。
[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:试验装置包括试件、固定系统、加载系统和记录系统；试件包括混凝土块和带孔钢板组成；固定系统包括混凝土反力地基和用于固定试验试件的夹具；加载系统包括夹板、螺栓、下链接件和上链接件；记录系统包括应变片、压力传感器。
[0005]进一步的，做轴心拉伸试验时，需要微调试件位置，以防止偏心加载。
[0006]进一步的，可以对试件涂装不同材料防护涂层及不同厚度防护涂层，以实现研究防护涂层种类和防护涂层厚度对防护涂层与混凝土粘结力的影响。
[0007]进一步的，可以改变钢板试件及混凝土试件的尺寸，以实现研究尺寸效应对防护涂层与混凝土粘结力的影响。
[0008]进一步的，可以改变加载系统，如将夹板放在钢板试件和下连接件的一侧，以实现偏心加载作用下，防护涂层与混凝土粘结效果，同时可以改夹板的厚度，已调节偏心的距离。
[0009]本发明所采用的技术方案具有以下步骤:按照设计尺寸制作好钢板试件，按照防护涂层设计方案对钢板进行涂装，在钢板试件中线处贴上应变片，制作混凝土 -钢板拉伸试件，将试件放置于地面上，参照试验机作动器的垂直方向，调整试件的位置，使其对中，利用螺杆和螺栓将其固定在反力地基上，用夹板将试验钢板和下连接件固定，将下连接件与压力传感器用钢性螺头进行连接，将上连接件与压力传感器用钢性螺头进行连接，将上连接件与试验机作动器连接。将应变片引线和压力传感器引线与应变仪进行连接，平衡应变片，调试大型液压伺服结构试验机。启动伺服机进行试验，记录相应的应变及拉力，可采用分步加载，也可以采用连续加载方式。试验结束后，先卸载，然后摘除链接夹板和固定螺杆，取出混凝土试件和钢板试件，观察其破坏状态。
[0010]本发明的有益效果是:本发明操作灵活，固定简单；且可通过调节加载系统，改变试件尺寸，改变加载方式等方法，实现轴心加载作用、偏心加载作用、试件尺寸效应、震动疲劳作用下防护涂层与混凝土及防护构建的粘结效果(粘结力数值、防护涂层破坏情况等)的测试。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的结构示意图；1.混凝土反力地基；2.固定夹具；3.混凝土试件；
4.贴有应变片且经过涂装的钢板试件；5.夹板；6.下连接件；7压力传感器；8.上连接件。
[0012]图2为本发明的固定系统示意图；2-1.混凝土反力地基；2-2.垫片；2_3.螺杆；
2-4.螺母；2-5.箱型夹具；2-6.螺栓孔。
[0013]图3为本发明的试验试件示意图；3-1.混凝土试件；3_2.钢板试件；3_3.螺栓孔；3-4.防护涂层；3-5.应变片。
[0014]图4为本发明的夹具及连接装置示意图；4-1.螺栓；4-2.夹板；4_3.肋版；4_4.实心钢性螺头；4-5.链接钢板；4-6.下连接件；4-7螺母；4-8.垫片。
[0015]图5为本发明的连接装置示意图；5-1.上连接件；5_2.螺栓；5_3.实心钢性柱形连接杆；5-4.实心钢性螺头；5-5.螺栓孔；5-6.螺栓。
[0016]图6为压力传感器示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0018]试验装置包括试件；固定系统、加载系统和记录系统；试件包括混凝土块2-1、带孔钢板2-2、防护涂层2-3 ;固定系统包括混凝土反力地基3-1、垫片3-2、螺杆3_3、螺母3_4和箱型垫块3-5 ;加载系统包括夹板4-2，下链接件6包括肋板4-3、钢性螺头4_4、垫块4_5和带孔钢板4-6，上连接件8包括带孔钢板5-1、钢性圆柱体5-3和钢性螺头5-4 ;记录系统包括应变片3-5和压力传感器7。
[0019]做轴心拉伸试验时，需要微调试件3-1，以防止偏心加载。
[0020]可以对试件涂装不同材料防护涂层3-4及不同厚度防护涂层3-4，以实现研究防护涂层3-4种类和防护涂层3-4厚度对防护涂层3-4与混凝土 3-1粘结力的影响。
[0021]可以改变钢板试件3-2及混凝土试件3-1的尺寸，以实现研究尺寸效应对防护涂层3-4与混凝土 3-1粘结力的影响。
[0022]可以改变加载系统，如将夹板4-2放在钢板试件3-2和下连接带孔钢板4_6的一侦牝以实现偏心加载作用下，防护涂层3-4与混凝土 3-1粘结效果，同时可以改夹板4-2的厚度，已调节偏心的距离。
[0023]本发明所采用的技术方案具有以下步骤:按照设计尺寸制作好钢板试件3-2，按照防护涂层3-4设计方案对钢板试件3-2进行涂装，在钢板试件3-2中线处贴上应变片3-5，制作混凝土 -钢板拉伸试件，将试件放置于反力地基上2-1，参照试验机作动器的垂直方向，调整试件的位置，使其对中，利用螺杆2-3将其固定在反力地基上2-1，用夹板4-2将试验钢板3-2和下连接件6固定，将下连接件6与压力传感器7用钢性螺头4-4进行连接，将上连接件8与压力传感器7用钢性螺头5-4进行连接，将上连接件8与试验机作动器用螺栓5-6连接。将应变片引3-5线和压力传感器7引线与应变仪10进行连接，平衡应变片
3-5，调试大型液压伺服结构试验机。启动伺服机进行试验，记录相应的应变及拉力，可采用分步加载，也可以采用连续加载方式。试验结束后，先卸载，然后摘除链接夹板4-2和固定螺杆2-3，取出混凝土试件3-2和钢板试件3-2，观察其破坏状态。
【主权项】
1.一种单轴拉伸作用下防护涂层附着效果试验装置和试验方法，其特征在于，试验装置包括试件、固定系统、加载系统和记录系统。试件包括混凝土块和带孔钢板组成；固定系统包括混凝土反力地基和用于固定试验试件的夹具；加载系统包括夹板、螺栓、下链接件和上链接件；记录系统包括应变片、压力传感器。2.根据权利要求1所述的一种单轴拉伸作用下防护涂层附着效果试验装置和试验方法，其特征在于，做轴心拉伸试验时，需要微调试件位置，以防止偏心加载。3.根据权利要求1所述的一种单轴拉伸作用下防护涂层附着效果试验装置和试验方法，其特征在于，可以对试件涂装不同材料防护涂层及不同厚度防护涂层，以实现研究防护涂层种类和防护涂层厚度对防护涂层与混凝土粘结力的影响。4.根据权利要求1所述的一种单轴拉伸作用下防护涂层附着效果试验装置和试验方法，其特征在于，可以改变钢板试件及混凝土试件的尺寸，以实现研究尺寸效应对防护涂层与混凝土粘结力的影响。5.根据权利要求1所述的一种单轴拉伸作用下防护涂层附着效果试验装置和试验方法，其特征在于，可以改变加载系统，如将夹板放在钢板试件和下连接件的一侧，以实现偏心加载作用下，防护涂层与混凝土粘结效果。6.根据权利要求5所述的一种偏心拉伸作用下防护涂层粘结效果试验装置和试验方法，其特征在于可以改夹板的厚度，已调节偏心的距离。
【专利摘要】本发明适用于桥梁防腐工程涂装性能测试技术领域，公开一种单轴拉伸作用下防护涂层附着效果试验装置。试验装置包括试件、固定系统、加载系统和记录系统，需要与大型液压伺服结构试验机配套使用。试件包括混凝土块和带孔钢板组成；固定系统包括混凝土反力地基和用于固定试验试件的夹具；加载系统包括夹板、螺栓、下链接件和上链接件；记录系统包括应变片、压力传感器。本发明操作灵活，固定简单；且可通过调节加载系统，改变试件尺寸，改变加载方式等方法，实现轴心加载作用、偏心加载作用、试件尺寸效应、震动疲劳作用下防护涂层与混凝土及防护构建的粘结力数值、防护涂层破坏情况等的测试。
【IPC分类】G01N19/04
【公开号】CN105388107
【申请号】CN201510220798
【发明人】李兵, 张连英, 雷蕾, 刘瑞雪, 仇培涛, 马超, 郭晓倩, 姜亦恒, 李冲
【申请人】徐州工程学院
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年5月4日