一种灌浆套筒高温中拉伸试验机及高温中拉伸试验方法

1.本发明涉及装配式建筑领域，尤其涉及灌浆套筒高温中拉伸试验机及高温中拉伸试验方法。


背景技术：

2.建筑业是我国国民经济的支柱产业，随着社会和科学技术的进步，建筑技术得到日新月异的发展。装配式建筑将工业化生产和建造过程与信息化紧密结合，大量应用新技术、新材料、新工艺、新设备，是建造方式的重大变革和传统建筑产业的转型升级，也是实现建筑行业的重要技术路径。灌浆套筒连接是装配式建筑构件连接的主要方式之一。
3.随着社会的飞速发展，城市人口日益密集，高层建筑数量激增，燃气、电器的使用也日趋广泛，建筑火灾发生的可能性逐渐增大，控制火灾蔓延的难度也越来越大，建筑结构的火灾问题日益突出。装配式建筑作为目前国家大力推广的一种建筑形式，其抗火性能也成为目前的研究热点。
4.火灾作用下混凝土内部孔隙中的蒸汽压易引发高温爆裂，使混凝土保护层脱落，灌浆套筒直接暴露于火灾高温中而快速软化屈服，从而增加了结构坍塌的风险。即使不发生高温爆裂，在火灾高温的持续作用下，装配式混凝土构件内的灌浆套筒也会因温度的逐渐升高，而引起力学性能的下降。
5.传统的试验方法采用近似的高温中灌浆套筒拉伸性能试验，即待升温设备中的灌浆套筒温度达到目标值后，立即用特制的高温钳等工具将处于高温状态的灌浆套筒放到拉伸试验机上加载，试验结果表明，所得的灌浆套筒高温中拉伸试验结果与火灾高温中灌浆套筒实际的拉伸性能有较大差异。
6.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供灌浆套筒高温中拉伸试验机及高温中拉伸试验方法。
8.为解决上述技术问题，本发明中灌浆套筒的技术方案如下：灌浆套筒高温中拉伸试验机，包括高温炉、拉伸试验机构和灌浆套筒，拉伸试验机构包括可相对移动和相背移动的加载头，灌浆套筒包括套筒本体、插接在套筒本体中的连接钢筋、填充在套筒本体中的复合水泥层以及固设在套筒本体两端的混凝土保护层，所述连接钢筋插设固定在混凝土保护层中且所述连接钢筋的外端部穿出混凝土保护层，所述高温炉的上炉壁和下炉壁上设置有试件穿孔，混凝土保护层穿设在对应的试件穿孔中，竖向的两个混凝土保护层隔热层之间的灌浆套筒形成用于被高温炉加热的升温段，混凝土保护层相背侧的连接钢筋的外端形成用于与拉伸试验机构的加载头连接的连接段。
9.优选的，灌浆套筒有至少两个，各灌浆套筒沿前后方向间隔布置，高温炉的底部设置有与灌浆套筒对应布置的临时固定装置，临时固定装置包括能够对灌浆套筒进行夹持和松开的夹持部，高温炉还包括高温炉支架，高温炉相对高温炉支架可前后移动。
10.优选的，高温炉的底部设置有实现高温炉相对高温炉支架前后移动的行走轮。
11.优选的，拉伸试验机构还包括大变形引申计，大变形引申计包括上下并列布置的可相对移动和相背移动的上测量臂和下测量臂，上测量臂、下测量臂分别与高温炉上下两侧的混凝土保护层相连。
12.高温中拉伸试验方法，该方法包括以下步骤：步骤一，将至少两个灌浆套筒分别穿装于高温炉上，灌浆套筒的升温段位于高温炉内，灌浆套筒的混凝土保护层穿设在对应的试件穿孔中，灌浆套筒底部的混凝土保护层通过临时固定装置的夹持部对相应灌浆套筒进行夹持临时固定；步骤二，通过高温炉对各灌浆套筒的升温段进行加热；步骤三，拉伸试验机构的加载头对其中一个灌浆套筒的连接段相连，将大变形引申计的上测量臂、下测量臂与上下两侧的混凝土保护层相连，松开该灌浆套筒对应的临时固定装置，通过拉伸试验机构对该灌浆套筒进行拉伸加载，通过大变形引申计测量灌浆套筒的加载变形量l，通过公式l-f*l/k获得升温段的变形量，上述公式中f表示拉伸试验机构的加载头对灌浆套筒的加载力，k表示常温下连接钢筋的弹性系数，l=升温前上测量臂和下测量臂的间距减去未拉伸之前升温段的长度；第四步，松开加载头与连接段的连接，前后移动高温炉，将其它的灌浆套筒的连接段移动至与加载头位置对应处，重复第三步，依次完成对各灌浆套筒的拉伸试验。
13.本发明的有益效果为：本发明中，套筒本体两端的连接钢筋固定有混凝土保护层，具有隔热作用，通过高温炉对升温段进行加热时，只有灌浆套筒的套筒本体、套筒本体中的复合水泥层以及连接钢筋位于套筒本体内的部分被加热，升温段两侧的连接钢筋并不被加热，基本保持常温状态，能够很好的测量灌浆套筒的变形，各个灌浆套筒即升温段的温度基本可以保持均匀一致，通过公式l-f*l/k获得升温段的变形量，上述公式中f表示拉伸试验机构的加载头对灌浆套筒的加载力，k表示常温下连接钢筋的弹性系数，l=升温前上测量臂和下测量臂的间距减去未拉伸之前升温段的长度，可以准确获得灌浆套筒的变形量，从而获得温度对套筒本体以及套筒本体内连接钢筋的抗拉影响。
附图说明
14.图1是本发明中灌浆套筒高温中拉伸试验机的结构示意图；图2是图1的侧视结构示意图。
具体实施方式
15.实施例1灌浆套筒高温中拉伸试验机，如图1、图2所示，包括高温炉、拉伸试验机构和灌浆套筒9，拉伸试验机构包括立柱3、横梁1、具有夹具4、4’的可相对移动和相背移动的加载头，加载头包括上夹头2和下夹头2’，上加载头设置在横梁上，下加载头设置在底座17上，灌浆套筒包括套筒本体9、插接在套筒本体中的连接钢筋11、填充在套筒本体中的复合水泥层以及固设在套筒本体两端的混凝土保护层5、12，连接钢筋插设固定在混凝土保护层中且所述连接钢筋的外端部穿出混凝土保护层，套筒本体的侧壁上具有上排浆口7和下灌浆口10，高温炉包括炉体6和设于炉体底部的行走轮13，高温炉的上炉壁和下炉壁上设置有试件穿孔，
混凝土保护层穿设在对应的试件穿孔中，竖向的两个混凝土保护层隔热层之间的灌浆套筒形成用于被高温炉加热的升温段，混凝土保护层相背侧的连接钢筋的外端形成用于与拉伸试验机构的加载头连接的连接段14、15。
16.本实施例中，灌浆套筒设置三个，各灌浆套筒沿前后方向间隔布置，高温炉的底部设置有与灌浆套筒对应布置的临时固定装置18，临时固定装置包括能够对灌浆套筒进行夹持和松开的夹持部，高温炉还包括高温炉支架16，高温炉通过底部的行走轮13相对高温炉支架16前后移动。拉伸试验机构还包括大变形引申计8，大变形引申计包括上下并列布置的可相对移动和相背移动的上测量臂和下测量臂，上测量臂、下测量臂分别与高温炉上下两侧的混凝土保护层相连。
17.实施例2高温中拉伸试验方法，如图1-2所示，该方法包括以下步骤：步骤一，将至少两个灌浆套筒分别穿装于高温炉上，灌浆套筒的升温段位于高温炉内，灌浆套筒的混凝土保护层5、12穿设在对应的试件穿孔中，灌浆套筒底部的混凝土保护层通过临时固定装置18的夹持部对相应灌浆套筒进行夹持临时固定；步骤二，通过高温炉对各灌浆套筒的升温段进行加热；步骤三，拉伸试验机构的加载头对其中一个灌浆套筒的连接段相连，将大变形引申计8的上测量臂、下测量臂与上下两侧的混凝土保护层相连，松开该灌浆套筒对应的临时固定装置，通过拉伸试验机构对该灌浆套筒进行拉伸加载，通过大变形引申计测量灌浆套筒的加载变形量l，通过公式l-f*l/k获得升温段的变形量，上述公式中f表示拉伸试验机构的加载头对灌浆套筒的加载力，k表示常温下连接钢筋的弹性系数，l=升温前上测量臂和下测量臂的间距减去未拉伸之前升温段的长度；第四步，松开加载头与连接段的连接，前后移动高温炉，将其它的灌浆套筒的连接段移动至与加载头位置对应处，重复第三步，依次完成对各灌浆套筒的拉伸试验。
18.本实施例中，套筒本体两端的连接钢筋固定有混凝土保护层，具有隔热作用，通过高温炉对升温段进行加热时，只有灌浆套筒的套筒本体、套筒本体中的复合水泥层以及连接钢筋位于套筒本体内的部分被加热，升温段两侧的连接钢筋并不被加热，基本保持常温状态，能够很好的测量灌浆套筒的变形，各个灌浆套筒即升温段的温度基本可以保持均匀一致，通过公式l-f*l/k获得升温段的变形量，上述公式中f表示拉伸试验机构的加载头对灌浆套筒的加载力，k表示常温下连接钢筋的弹性系数，l=升温前上测量臂和下测量臂的间距减去未拉伸之前升温段的长度，可以准确获得灌浆套筒的变形量，从而获得温度对套筒本体以及套筒本体内连接钢筋的抗拉影响。