[发明专利]一种用于测试FRP传力杆耐久性的装置与试验方法

说明书

本发明公开了一种用于测试FRP传力杆耐久性的装置与试验方法。该装置包括PVC管套筒、液压锁以及硅胶密封条。本发明试验方法将FRP传力杆插入装置的PVC管套筒中，注满腐蚀溶液模拟腐蚀环境，恒温养护，测量养护前后FRP传力杆的质量、层间剪切强度、抗弯强度及弯曲弹性模量的变化，判断FRP传力杆的耐久性能。本发明从微观角度观察FRP传力杆破坏过程，有利于探究FRP传力杆腐蚀机理，全面评估FRP传力杆实际工况下的长期腐蚀状态，为减少FRP传力杆腐蚀、提高水泥混凝土路面长期使用性能提供科学的试验方法。

技术领域

本发明属于道路工程领域，具体涉及一种用于测试FRP传力杆耐久性的装置与试验方法。

技术背景

目前我国水泥混凝土路面使用的传力杆普遍是钢质传力杆，但是大量的道路实践资料表明，钢制传力杆存在一定缺陷。使用多年后的钢质传力杆由于雨水、氯化物等侵入容易锈蚀，导致传力杆截面膨胀而处在一种锁死状态，由于温度或者水分变化会导致混凝土膨胀或收缩，此时锁死的传力杆会造成很大的应力集中。同时，由于钢材较大的表面硬度，也会导致传力杆与混凝土接触界面在车轮荷载作用下产生应力集中。两者共同作用，长久作用下导致传力杆/混凝土界面出现间隙，产生脱空，进而丧失荷载传递能力；此外，钢制传力杆的制造成本较高且使用寿命较短，经济效益较差。而玻璃钢增强塑料(FRP)为脆性复合材料，具有质轻高强、耐久性好、耐化学腐蚀能力强等优点，可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用，且与混凝土接触面光滑，刚度接近，成为替换钢质传力杆的理想材料。

然而传统钢质传力杆与FRP传力杆材料的性能与腐蚀机理有很大差异，传统的传力杆耐久性试验方法并不适用FRP传力杆，国内尚未形成一种完善的FRP传力杆耐久性测试方法，对于FRP传力杆耐久性能的测试缺少系统完整的试验方法，且由于FRP不导电等特点，急需研究出测试FRP传力杆的耐久性试验方法对FRP传力杆进行耐久性测试，以支持FRP传力杆得到更广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种用于测试FRP传力杆耐久性的装置，该装置为简易腐蚀装置。

本发明的目的还在于提供基于所述用于测试FRP传力杆耐久性的装置进行测试FRP传力杆耐久性的试验方法。该方法通过采用含有Ca(OH)₂、NaOH以及KOH的水溶液作为腐蚀环境，通过测量FRP传力杆在腐蚀环境中恒温养护前后的物理性能及力学性能的变化，得出FRP传力杆的耐久性。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种用于测试FRP传力杆耐久性的装置，包括PVC(聚氯乙烯)管套筒、液压锁以及硅胶密封条；

所述液压锁设置在PVC管套筒的两端，用于锁住PVC管套筒的两个端口；

所述硅胶密封条设置在液压锁的上，用于密封PVC管套筒的两个端口。

PVC管套筒的两端通过用液压锁及硅胶密封条密封，减少了试验过程中腐蚀溶液的挥发及浓度变化，有利于保证试验结果的准确性。

基于所述的装置测试FRP传力杆耐久性的实验方法，包括如下步骤：

(1)测量FRP传力杆的物理性能和力学性能；

(2)将装置的PVC管套筒的一端用液压锁锁住，并用硅胶密封条密封，插入FRP传力杆后再往PVC管套筒内注满腐蚀溶液，使FRP传力杆浸没于腐蚀溶液中，最后用液压锁锁住PVC管套筒的另一端并用硅胶密封条密封，静置恒温养护；

(3)养护结束后，取出FRP传力杆，测量FRP传力杆的物理性能和力学性能，对比养护前后FRP传力杆的物理性能和力学性能，判断FRP传力杆的耐久性能。

进一步地，所述物理性能包括质量。

进一步地，所述力学性能包括层间剪切强度、抗弯强度以及弯曲弹性模量。