[发明专利]带肋筋材增强水泥基复合材料结构保护层厚度的确定方法

说明书

本发明公开一种带肋筋材增强水泥基复合材料结构保护层厚度的确定方法，包括如下步骤：步骤1，制备不同保护层厚度的粘结锚固性能测试所用带肋筋材增强水泥基复合材料试块；步骤2，在水泥基复合材料试块表面沿筋材锚固方向布置测点，在测点位置固定电阻应变片；步骤3，进行筋材拉拔试验，通过数字采集仪获取不同保护层厚度的水泥基复合材料上各测点电阻应变片的数据变化，据此确定合理的保护层厚度。本发明在带肋筋材与水泥基复合材料粘接锚固性能试验基础上，根据试验过程中应变片读数变化能够确定满足工程需求的合理的保护层厚度，该方法简单易操作，而且成本低，为结构设计中筋材保护层厚度的确定提供了技术支持。

技术领域

本发明涉及一种带肋筋材增强水泥基复合材料结构保护层厚度的确定方法，属于建筑结构测定技术领域。

背景技术

在结构工程中设置保护层不仅可以保证水泥基复合材料及筋材的粘结性能，而且可阻止外部有害离子的侵入，保护筋材，提高结构的耐久性。当水泥基材料与筋材承受弯拉荷载时，在拉伸变形过程中筋材表面的肋对周围水泥基材料保护层产生挤压作用，如果保护层厚度不足，在筋材肋的挤压作用下保护层开裂，导致筋材与水泥基复合材料的粘结性能降低，影响结构的使用寿命。虽然保护层厚度越大，水泥基复合材料与筋材的粘结性能越优异，但过大的保护层厚度会降低筋材增强水泥基复合材料构件截面的有效高度，降低构件的承载力，影响结构的正常使用。因此合理的设计保护层厚度对于结构设计至关重要。

目前，很多学者致力于研究各种新型的水泥基复合材料如高延性水泥基复合材料等，而且有些水泥基复合材料已逐渐应用到实际工程中。但针对水泥基复合材料保护层的设置仍参考混凝土相关规范中的保护层厚度(崔磊涛.PVA纤维增强水泥基复合材料桥面连接板的应用与研究[D].硕士学位论文,河北工业大学,天津,2012.)，新型水泥基复合材料保护层厚度是否满足工程需求，缺少研究。因此，迫切需要寻找一种简单而又低成本的方法确定带肋筋材增强水泥基复合材料结构的保护层厚度。

发明内容

发明目的：针对现有技术中缺乏针对水泥基复合材料保护层设置厚度的确定方法，本发明提供一种带肋筋材增强水泥基复合材料结构保护层厚度的确定方法。

技术方案：本发明所述的带肋筋材增强水泥基复合材料结构保护层厚度的确定方法，包括如下步骤：

步骤1，制备不同保护层厚度的粘结锚固性能测试所用带肋筋材增强水泥基复合材料试块；

步骤2，在所述水泥基复合材料试块表面沿筋材锚固方向布置测点，在测点位置固定电阻应变片；

步骤3，进行筋材拉拔试验，通过数字采集仪获取不同保护层厚度的水泥基复合材料上各测点电阻应变片的数据变化，据此确定合理的保护层厚度。

本发明所述的带肋筋材增强水泥基复合材料中，带肋筋材为带肋纤维增强聚合物，带肋纤维增强聚合物包括带肋玻璃纤维增强聚合物、带肋钢筋、带肋芳纶纤维增强聚合物、带肋玄武岩纤维增强聚合物和带肋碳纤维增强聚合物等。水泥基复合材料可选自活性粉末混凝土、纤维增强水泥基复合材料、高延性水泥基复合材料、高韧性可弯曲水泥基复合材料、超高强超高延性水泥基复合材料等中的一种或几种。

上述步骤2中，电阻应变片的长度应大于水泥基复合材料的最大粒径尺寸。其中，布置的测点至少包括拉拔试验时拉拔载荷的加载端、水泥基复合材料试块的中间部位和未加载载荷的自由端三处。

优选的，步骤2具体可包括下述过程：

步骤21，在所述水泥基复合材料试块表面上沿着筋材锚固方向打磨，划十字线确定应变片的测点位置；

步骤22，在各测点的十字线中心位置粘贴电阻应变片，并反复轻压电阻应变片，使其粘贴平整，并在该电阻应变片旁粘贴接线端子；

步骤23，在接线端子上焊接应变片导丝和导线，并测试电阻应变片的电阻，检查导线焊接是否合格。