[发明专利]高强钢绞线网增强ECC与混凝土界面性能测试方法

说明书

本发明涉及一种高强钢绞线网增强ECC与混凝土界面性能测试方法，本发明以两个相互铰接的混凝土试块模拟高强钢绞线网增强ECC加固受弯构件时的真实受力状况，在混凝土试块上方的荷载作用下，界面剪切作用为钢构件受拉所引起的；进一步加强荷载后，弯曲的钢构件将在ECC试块和混凝土试块之间产生正应力，故荷载下钢构件承受拉力作用，以对ECC试块和混凝土试块的连接界面产生拉伸力，从而同时对ECC试块和混凝土试块的连接界面剪切力和拉伸力作用，真实反映静载作用下高强钢绞线网增强ECC加固梁界面粘结性能，真实模拟此加固梁受力状态。

技术领域

本发明属于高强钢绞线网增强ECC与混凝土界面粘结性能测试方法领域，尤其涉及静载作用下基于混凝土梁式试件的高强钢绞线网增强工程用水泥基复合材料与混凝土界面粘结性能。

背景技术

工程用水泥基复合材料（Engineered cementitious composite，简称ECC）力学性能优异，为解决混凝土结构耐久性、工程结构抗裂防震以及对旧结构翻新和加固等方面提供了更好的解决途径，被广泛用于混凝土结构加固技术试验研究，而ECC与混凝土界面间的粘结性能是两者共同工作的关键。高强钢绞线网强度高，其标准强度约为普通筋材的5倍，采用高强钢绞线网增强ECC对混凝土梁进行的抗弯或抗剪方面的加固，效果良好，并且可以显著提高构件刚度，这是碳纤维加固技术所不具备的。

目前，研究ECC与混凝土界面粘结锚固的试验方法分为两类，一类是轴向拉伸试验（详见参考文献：田俊. 超高韧性水泥基复合材料加固混凝土结构的界面力学性能与耐久性能研究[D]. 东南大学, 2017）；另一类是面内剪切试验，包括单剪试验、双剪试验、斜剪试验（详见参考文献：崔启飞. ECC-混凝土层间界面性能试验研究[D]. 扬州大学,2016.）。其中：

如图1所示为轴向拉伸试验，此方法通过拉力机直接获得粘结强度，拉力机的夹头101上设置钢制的垫块102，垫块102之间夹紧螺栓103，螺栓103有两根，其中一根的头部预埋在ECC试件104中，另一根的头部预埋在混凝土试件105中，但得到的粘结强度很难评估ECC与混凝土粘结面在剪切和弯曲状态下的力学性能；

如图2-4所示为单剪试验、双剪试验等面内剪切试验均是将混凝土面与ECC进行粘结，通过竖向加载来测得混凝土与ECC之间的粘结强度，混凝土与ECC的粘结面受到平行于该面的粘结剪应力的作用。其中，如图2所示的单剪试验方法采用两个相互扣合的L型的钢模具201，钢模具201的竖部开设有凹槽，一钢模具201的凹槽内成型有ECC试件202，另一钢模具201的凹槽内成型有混凝土试件203，ECC试件202和混凝土试件203采用平面粘接方式连接，该粘接平面平行或重合于加载力的加载方向；如图3所示的双剪试验方法采用位于中间的混凝土试件301及其相对两侧平面粘接连接的ECC试件302，混凝土试件301的顶部抵顶连接上钢垫块303，两个ECC试件302的下方抵顶连接下钢垫块304；如图4所示的斜剪试验方法采用斜面配合的ECC试件401和混凝土试件402，混凝土试件402位于ECC试件401斜上方，混凝土试件402顶部抵顶连接有上钢垫块403，ECC试件401的底部抵顶连接下钢垫块404。

但是，在高强钢绞线网增强ECC加固混凝土构件中，钢绞线锚固区除受拉以外，通常同时作用有弯矩和剪力，而以上试件不能反映这种情况，为了更好的模拟高强钢绞线网增强ECC加固混凝土梁这一复杂的受力情况，可采用梁式试件。

如图5所示，根据RILEM-FIP-CEB建议的用于对筋材和混凝土粘结性能进行测试的改进梁式试件，梁式试验是两个相同的混凝土试块501通过铰点502连接在一起，在混凝土梁式试件中部或底面粘结加固材料，具体而言如图5所示的，在两个混凝土试块501中部预埋穿装钢筋503，并在钢筋503的穿入和穿出位置套接塑料套管504。通过梁顶加载来测试粘结力学性能。该方法的优点是可以考虑混凝土梁的受弯或受剪影响，符合加固材料加固混凝土梁的实际受力状态。但高强钢绞线网增强ECC作为混凝土加固材料来进行界面粘结性能研究的梁式试验试件还未存在，因此，这就需要一种适合于高强钢绞线网增强ECC与混凝土界面粘结性能测试装置。