专利名称：一种复合内衬材料抗剥离强度的室内实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及试验装置领域，具体涉及ー种复合内衬材料抗剥离強度的室内实验装置，适用于測量粘结于实验材料表面的复合内衬，在复合内衬背侧外水压カ的作用下的抗剥离强度。
背景技术：
我国水利行业待加固的小型水库数量巨大，由于大部分水库均修建于上世纪五六十年代大办水利时期，因历史原因，坝下涵管普遍存在种种问题和缺陷。目前对坝下涵管一般采取的加固方式主要有，局部维修加固、挖开坝体将涵管拆除重建和套衬钢管加固等办法。但应用中发现，挖开坝体拆除重建费用较高，施工时段长，坝体渡汛问题突出，挖开后回填的坝体与原来经过多年沉降稳定的坝体之间，不容易结合良好，容易因不均匀沉降
造成新的坝体裂縫。套衬钢管加固，为了使钢管顺利送入原涵管，钢管外径必须小于原涵管内径5 IOcm甚至更多，对原管径缩小过多，且一旦遇到涵管弯折变形或局部错台、凸起吋，极易卡死，造成进退两难的窘境。另外，钢管与原涵管之间的间隙必须进行灌浆处理，但灌浆质量不容易密实，涵管较长时尤甚。对有弯折或非圆形管道，钢管套衬法则根本无计可施。为了克服上述弊端，近年，水利系统将ー种在石油、化工、天然气、市政等行业广泛应用的，称为软管翻衬法或拖入法的非开挖管道原位修复技术引入坝下涵管加固中来。但在石油、化工、天然气、市政等行业，修复涵管的目的，主要是防止输送的流体介质从管壁裂缝泄露；内衬材料主要受内部流体压カ，不存在在管外压カ下被剥离的情况。在水利行业，在毎年灌溉期间开闸放水的时段不长，涵管内多数为明流，出现压カ流的情况不多，此时，内衬材料是防止管内压力水经管壁裂缝外泄侵入坝体，内衬材料的受カ状态与石油、化工、天然气、市政等行业相同。在绝大多数情况下，涵管上游闸门关闭，涵管内部无水，内衬材料主要是防止管外渗水经管壁裂缝、孔洞等缺陷部位将坝体填土细颗粒带进管内，造成坝体渗透破坏。此时，内衬材料的受カ状态与石油、化工、天然气、市政等行业不同粘结于坝下涵管内壁的内衬层，跨越裂缝，在裂缝两侧与混凝土管壁紧密粘结，承担裂缝中的渗水压力。业内公知，坝下涵管内壁上的缺陷各种各样，但对最危险的是内壁上贯穿性裂缝或孔洞，裂缝宽度或孔洞直径越大越危险。对于同样贯穿性宽度的裂缝或同样直径的贯穿性孔洞，如果渗水压力水头过大，内衬层将沿裂缝边缘从混凝土管壁上剥离，或连同裂缝局部管壁混凝土一起剥离。为此，必须测试内衬层在渗水压力下的剥离强度。由于现行的技术规范还没有规定内衬层在管外水压カ下的剥离强度的实验方法或装置，业内一般參照最接近方法，实验内衬与混凝土之间的正拉粘结強度，或90°抗撕裂剥离强度。其中，中国工程建设标准化协会标准《碳纤维片材加固修复混凝土结构技术规程》(CECS 146:2003)规定了正拉粘结強度的測定方法，该方法适用于与碳纤维片材配套的树脂类粘结材料单层或复合涂层与混凝土间的正拉粘结強度的測定。其实验出的是样品与混凝土在整个接触面同时受拉力的条件下，沿粘结面法线方向的正拉粘结强度。[0006]90°抗撕裂剥离强度測定，由国家标准《剥离强度试验方法》(GB/T 2790-1995)规定，一般在90°、180°剥离强度试验机上进行，測定的是柔性材料沿着与粘结基材面成90°或180°方向，被撕拉下来时的粘结强度。上述两种測定方法均不能反应裂缝处内衬材料的实际受カ状态，因此也就不能准确测量出内衬在管外水压カ下的实际剥离强度。发明专利《一种复合内衬抗剥离强度的测量装置》(专利号201010214055. 4)提出了一种坝下涵管复合内衬抗外水压カ的原位测试方法，也是ー种破坏性的试验方法，实验完毕需对坝体钻孔和管壁实验部位进行修复。当エ地无钻孔、灌浆设备吋，需专门运进钻孔、灌浆设备，试验费用较高，试验耗时较长。此外，当涵管直径较小，在涵管内壁进行试验准备以及试验后对试验区域的修复作业时，人员难以或无法进入，需采用エ业机器人，造成操作困难或无法操作，实施试验的难度较大。
实用新型内容本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供ー种复合内衬材料抗剥离强度的室内实验装置，模拟粘结于坝下涵管内壁的复合内衬的实际固化条件和固化后在抗外水压カ下的实际受カ情况，得到内衬在涵管外水压カ的作用下的抗剥离強度。本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现ー种复合内衬材料抗剥离強度的室内实验装置，包括试块和一面设置有树脂粘结剂层且另一面设置有不透水膜的柔性复合内村，柔性复合内衬的树脂粘结剂层与试块的上表面粘连，试块上设置有贯穿试块的上表面和下表面的通孔，通孔靠近试块的下表面的一端设置有螺纹水嘴，通孔靠近试块的上表面的一端设置有槽孔。ー种复合内衬材料抗剥离強度的室内实验装置，还包括盖板、垫圈、压杠、螺栓和水嘴，垫圈设置在柔性复合内衬上，盖板设置在垫圈上，压杠包括上压杠和下压杠，上压杠和下压杠通过螺栓将垫圈和盖板依次压紧在柔性复合内衬上，盖板上设有安装通孔，安装通孔一端与水嘴连通，盖板下表面曲率与试块的上表面曲率相同。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点I、本实用新型结构简単，无需动用钻孔、灌浆设备在坝面进行钻孔、灌浆、封孔等，当大坝加固现场无现成的钻孔、灌浆设备时，可大幅节省试验费和试验时间。2、本实用新型在室内真实模拟了粘结于坝下涵管内壁的柔性复合内衬上的树脂粘结剂的实际固化条件，根据需要对以下条件均可进行灵活变换和组合试块的材质、试块表面的粗糙度及湿度、试块上槽孔的几何形状和尺寸、柔性复合内衬的结构、树脂粘结剂配方、树脂粘结剂的浸溃方式和温度湿度条件、树脂粘结剂固化方式(时间、温度、压力、水压下固化还是水蒸汽或紫外线照射)，适应性广。3、本实用新型所述的试块如果直接截取于坝下涵管适当位置，则粘结于坝下涵管内壁的柔性复合内衬上的树脂粘结剂的实际固化条件与实际情况完全一致。4、本实用新型内衬层上的树脂粘结剂粘结于试块上完成固化后，可在内衬层的背侧施加水压力，在室内真实模拟了粘结于坝下涵管内壁的复合内衬的抗外水压カ的实际受カ情况，测试出不同养护温度、不同养护时间的内衬层的抗外水压カ极限值，方便实用。
图I为本实用新型的俯视结构示意图；图2为图I中M-M方向剖视结构示意图；图3为复合内衬材料固化在试块上的俯视结构示意图；图4为图3中N-N方向剖视结构示意图。图中ト试块；2_柔性复合内衬；3_槽孔；4_螺纹水嘴；5-垫圈；6_盖板；7_水嘴;8_压杠;9_螺检。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的技术方案作进ー步详细描述。实施例I如图I、图2所示，ー种复合内衬材料抗剥离强度的室内实验装置，包括试块I和一面设置有树脂粘结剂层且另一面设置有不透水膜的柔性复合内衬2，柔性复合内衬2的树脂粘结剂层与试块I的上表面粘连，试块I上设置有贯穿试块I的上表面和下表面的通孔，通孔靠近试块I的下表面的一端设置有螺纹水嘴4，通孔靠近试块I的上表面的一端设置有槽孔3。ー种复合内衬材料抗剥离强度的室内实验装置，还包括盖板6、垫圈5、压杠8、螺栓9和水嘴7，垫圈5设置在柔性复合内衬2上，盖板6设置在垫圈5上，压杠8包括上压杠和下压杠，上压杠和下压杠通过螺栓9将垫圈5和盖板6依次压紧在柔性复合内衬2上，盖板6上设有安装通孔，安装通孔一端与水嘴7连通，盖板6下表面曲率与试块I的上表面曲率相同。调节螺栓9，使盖板6、垫圈5、柔性复合内衬2压紧在试块I的上表面上，并在盖板
6、垫圈5、柔性复合内衬2之间形成ー个空腔。具有一定温度和压カ的水或气通过盖板6上的水嘴7进入到该空腔内，使柔性复合内衬2浸溃树脂的一侧粘结于试块I的上表面上直至树脂完成固化。拆除压紧装置后，如图3、图4所示，试验外水压カ源通过螺纹水嘴4和通孔进入到槽孔3处，在已固化的柔性复合内衬2树脂粘结剂层的ー侧，对内衬层施加试验水压。如上所述的槽孔3的几何形状和尺寸是模拟坝下涵管内壁缺陷设置的，可以是圆形、多边形、狭缝等等，槽孔3两侧在试块I上表面设有高差时，可模拟坝下涵管内壁错台、掉坎缺陷。作为ー种优选方案，试块I直接截取于坝下涵管适当位置，试块I上的槽孔3按坝下涵管裂缝情况在试块I上以金刚石切割片(或水刀)切割而成。试块I上的通孔靠近试块I的下表面的一端紧密设有螺纹水嘴4，其作用是在下一歩试验过程中与试验压カ源连接，并保证螺纹水嘴4在试验中不漏水。使垫圈5的内圈离槽孔3的孔沿尽可能远，但最远不超过试块上表面外沿并使垫圈有一定宽度。垫圈5采用氯丁橡胶板或硅橡胶板或类似材料的板材，切割掉中心部分制成。压紧装置的盖板6采用试块I的上表面作为模板，以塑料薄膜相隔，浇树脂粘结剂(或环氧树脂、或水泥砂浆等类似材料)制作而成，这样压紧装置的盖板6下表面曲率即与试块I的上表面曲率相同，在压紧装置将垫圈压向试块上表面时，盖板下表面、垫圈、内衬和试块上表面就容易实现紧密配合。在盖板6中心处钻一安装通孔，水嘴7—端涂抹树脂粘结剂后紧密插入安装通孔中。如果树脂粘结剂层采用紫外光照射下固化，则盖板6采用ー块透光的厚有机玻璃板，其下表面曲率磨削成与试块I的上表面曲率相同，在中心处钻槽孔3并紧密插入ー个水嘴7。在柔性复合内衬2上浸溃试验树脂粘结剂后，使柔性内衬2通过树脂层与试块I粘结，上紧螺栓9，将盖板5、垫圈4、浸溃了树脂的柔性复合内衬2、试块I压在一起，垫圈4在盖板5与柔性复合内衬2之间形成了ー个空腔，具有试验温度和压カ的水或气，通过水嘴7进入盖板6、垫圈4和柔性内衬层2不透水膜一侧所围成的空腔中，在柔性内衬2不透水膜ー侧，对其施加压力，使其紧贴于试块I上，直至树脂完成固化。之后，拆除螺栓9、盖板6、垫圈5，将螺纹水嘴4连接到提供并显示试验水压的压力源上，具有试验压力的水经螺纹水嘴4进入到槽孔3处，在已经固化粘结于试块I上的试验表面上的柔性复合内衬2的背侧(树脂层的ー侧)，对柔性复合内衬2施加试验水压力。保持试验水压カ稳定一定时间后，读取试验压カ源上的压カ表读数。逐级提高试验水压力，直至在柔性复合内衬2与试块I的上表面某处被水压カ剥离漏水，这ー级试验压力值就是柔性复合内衬2的抗外水压カ极限值。实际上，本实用新型并不仅限于测试坝下涵管与柔性内衬抗外水压カ极限值，柔性复合内衬2材质、结构或厚度(例如采用土工膜与聚酯纤维毡的多层复合结构、与玻璃纤维的复合结构、与碳纤维的复合结构等等，每种材料可采用不同层数或厚度，可以有编织或无纺等等)；改变试块I的材质或槽孔3的形状和尺寸(例如可以采用不同強度等级的混凝土浇筑或切割出不同形状或尺寸的试块1，在试块I上可浇筑或切割出不同形状或尺寸的槽孔3 ;改变粘结剂种类或配方(例如环氧树脂粘结剂或聚酯树脂粘结剂等等);改变固化方式、固化时间等等，按上述步骤，均可以测试出各种相应试验条件下，柔性复合内衬2抗外水压カ极限值。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
权利要求1.ー种复合内衬材料抗剥离強度的室内实验装置，包括试块(I)和一面设置有树脂粘结剂层且另一面设置有不透水膜的柔性复合内衬(2)，柔性复合内衬(2)的树脂粘结剂层与试块(I)的上表面粘连，其特征在于试块(I)上设置有贯穿试块(I)的上表面和下表面的通孔，通孔靠近试块(I)的下表面的一端设置有螺纹水嘴(4)，通孔靠近试块(I)的上表面的一端设置有槽孔(3)。
2.根据权利要求I所述的ー种复合内衬材料抗剥离強度的室内实验装置，其特征在于，还包括盖板(6)、垫圈(5)、压杠(8)、螺栓(9)和水嘴(7)，垫圈(5)设置在柔性复合内衬(2)上，盖板(6)设置在垫圈(5)上，压杠(8)包括上压杠和下压杠，上压杠和下压杠通过螺栓(9)将垫圈(5)和盖板(6)依次压紧在柔性复合内衬(2)上，盖板(6)上设有安装通孔，安装通孔一端与水嘴(7)连通，盖板(6)下表面曲率与试块(I)的上表面曲率相同。
专利摘要本实用新型公开了一种复合内衬材料抗剥离强度的室内实验装置，包括试块，一面设置有树脂粘结剂层且另一面设置有不透水膜的柔性复合内衬，柔性复合内衬的树脂粘结剂层与试块的上表面粘连，试块上设置有贯穿试块的上表面和下表面的通孔，通孔靠近试块的下表面的一端设置有螺纹水嘴，通孔靠近试块的上表面的一端设置有槽孔。本实用新型结构简单，可灵活地在实验室内改变不同的试块、槽孔形状和尺寸、柔性内衬结构、树脂配方、固化条件、试验压力等，真实模拟内衬层的实际固化过程和固化后粘结于试块上的内衬层抗外水压力的实际受力情况，测试出内衬层的抗外水压力极限值。
文档编号G01N19/04GK202661365SQ201220256978
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者谌伟宁 申请人:湖北省水利水电规划勘测设计院