一种简易的测定FRP粘结性能的装置的制作方法

本实用新型属于混凝土性能测试领域，具体涉及一种简易的测定frp粘结性能的装置。

背景技术：

混凝土，简称为砼，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水（可含外加剂和掺合料）按一定比例配合经搅拌而得的水泥混凝土，它广泛应用于土木工程。目前在国内，混凝土为应用最多的一种结构形式，占总数的绝大多数，同时我国也是世界上使用混凝土结构最多的地区。随着使用时间的增加，混凝土会不可避免地产生老化和损伤，从而影响混凝土的力学性能，降低由混凝土构成的建筑结构的安全性。

纤维增强复合材料(fiberreinforcedpolymer，简称frp)是由增强纤维材料与基体材料经过缠绕、模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。由于frp具有比强度高、比模量大、可设计性强、抗腐蚀性和耐久性能好以及热膨胀系数与混凝土相近的特点，frp材料被广泛应用于混凝土结构的加固，能够有效减缓混凝土材料的老化和损伤。

对于纤维布加固完之后的混凝土结构，一般不会由于混凝土的破碎或者纤维布的断裂而产生破坏，而通常是混凝土和纤维布之间的界面产生剥离破坏，这种剥离是由于纤维布是通过建筑胶粘在混凝土上，实际使用过程中胶层的位置容易发生破坏。因此，需要设计出特定的试验装置，去研究力的加载和纤维布剥离之间的关系。然而，现有的测量装置结构复杂且不稳定，在加载过程中容易产生晃动，有些仅能简单测出力的大小，而不能得到加载速率与界面破坏程度的关系，测量结果精确度和研究性较低。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种简易的测定frp粘结性能的装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种简易的测定frp粘结性能的装置，其特征在于，包括：混凝土试块、纤维布、u型顶板、底板、螺栓、混凝土基座、钢筋；所述混凝土试块呈长方体结构，混凝土试块安装在底板上，混凝土试块上安装有u型顶板，所述u型顶板和底板通过四个垂直螺栓连接固定，将混凝土试块夹在u型顶板和底板之间；所述纤维布的上端固定在试验机的上夹具中，纤维布的下部垂直粘贴在混凝土试块的侧面，u型顶板的u型开口朝向纤维布所在侧面；所述底板底部固定有钢筋，所述钢筋垂直穿过混凝土基座并固定在混凝土基座中，钢筋的下端穿出混凝土基座并固定在试验机的下夹具中。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述纤维布采用碳纤维增强复合材料，通过建筑胶粘贴在混凝土试块的侧面。

进一步地，所述底板和钢筋一体化成型。

进一步地，所述u型顶板和底板均为钢结构，钢筋焊接在底板底部。

进一步地，所述混凝土基座中开设有与钢筋相适配的垂直通孔，钢筋表面设有螺纹，钢筋垂直穿过混凝土基座并在下端部通过螺帽固定。

进一步地，所述混凝土基座和螺帽之间还设有钢板，钢筋垂直穿过混凝土基座和钢板并在下端部通过螺帽固定。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，容易安装，结合材料试验机使用，能够有效控制加载速率，研究不同速率下界面的破坏情况，并且加载过程中结构稳定，不易晃动。此外，部分结构可重复利用，节约环保。

附图说明

图1是简易的测定frp粘结性能的装置主视图。

图2是简易的测定frp粘结性能的装置透视图。

图3是简易的测定frp粘结性能的装置侧视图。

图4是简易的测定frp粘结性能的装置俯视图。

附图标记如下：1、混凝土试块；2、纤维布；3、u型顶板；4、底板；5、螺栓；6、混凝土基座；7、钢筋；8、上夹具；9、下夹具；10、螺帽；11、钢板。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型。

如图1到图4所示的简易的测定frp粘结性能的装置，包括：混凝土试块1、纤维布2、u型顶板3、底板4、螺栓5、混凝土基座6、钢筋7。

混凝土试块1呈长方体结构，混凝土试块1安装在底板4上，混凝土试块1上安装有u型顶板3，u型顶板3和底板4均为钢结构，如图4所示，两者通过分布在四角的四个垂直螺栓5连接固定，将混凝土试块1夹在u型顶板3和底板4之间，这样在试验机加载的过程中，u型顶板3、底板4和四个螺栓5所组成的框架，能够将混凝土试块1牢牢固定在中间。

纤维布2采用碳纤维增强复合材料，其上端固定在试验机的上夹具8中，下部通过建筑胶垂直粘贴在混凝土试块1的侧面。u型顶板3的u型开口朝向纤维布2所在侧面，使得u型顶板3在压住混凝土试块1的同时不影响纤维布2的拉伸。

如图2所示，底板4底部固定有钢筋7，两者可一体化成型，也可以通过焊接连接。在试验机加载过程中，对纤维布2向上施力的同时对钢筋7向下施力，从而使纤维布2和混凝土试块1之间产生剥离。由于钢筋7的材料强度特性，可用于直接受力，而为了增加底板4与钢筋7的连接牢固性，底板4也采用钢结构。但是在施力过程中，钢结构容易产生形变，导致结构不稳定，混凝土试块1晃动，故在底板4的下方设置有长方体结构的混凝土基座6。混凝土基座6中开设有与钢筋7相适配的垂直通孔，钢筋7表面设有螺纹，钢筋7垂直穿过混凝土基座6和钢板11并在下端部通过螺帽10固定，钢筋7的下端穿出混凝土基座6并固定在试验机的下夹具9中。通过上述结构设置，能够将力均匀分散开，减少底板4的形变。此外，由于底板4与混凝土试块1并非固定连接，底板4、钢筋7、混凝土基座6、钢板11和螺帽10所组成的结构可重复利用，适配于各种界面性能测量装置。

试验时，按照图示将装置组装好，先组装好u型顶板3、底板4、混凝土试块1和螺栓5，再将固定在底板4底部的钢筋7穿过混凝土基座6和钢板11，通过螺帽10固定，再固定到试验机上。然后粘贴纤维布2，并固定至试验机。启动材料试验机，上夹具8和下夹具9朝相反方向垂直拉拔，控制加载速率，研究不同速率下纤维布与混凝土界面的破坏情况。

需要注意的是，实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种简易的测定frp粘结性能的装置，其特征在于，包括：混凝土试块（1）、纤维布（2）、u型顶板（3）、底板（4）、螺栓（5）、混凝土基座（6）、钢筋（7）；所述混凝土试块（1）呈长方体结构，混凝土试块（1）安装在底板（4）上，混凝土试块（1）上安装有u型顶板（3），所述u型顶板（3）和底板（4）通过四个垂直螺栓（5）连接固定，将混凝土试块（1）夹在u型顶板（3）和底板（4）之间；所述纤维布（2）的上端固定在试验机的上夹具（8）中，纤维布（2）的下部垂直粘贴在混凝土试块（1）的侧面，u型顶板（3）的u型开口朝向纤维布（2）所在侧面；所述底板（4）底部固定有钢筋（7），所述钢筋（7）垂直穿过混凝土基座（6）并固定在混凝土基座（6）中，钢筋（7）的下端穿出混凝土基座（6）并固定在试验机的下夹具（9）中。

2.如权利要求1所述的一种简易的测定frp粘结性能的装置，其特征在于：所述纤维布（2）采用碳纤维增强复合材料，通过建筑胶粘贴在混凝土试块（1）的侧面。

3.如权利要求1所述的一种简易的测定frp粘结性能的装置，其特征在于：所述底板（4）和钢筋（7）一体化成型。

4.如权利要求1所述的一种简易的测定frp粘结性能的装置，其特征在于：所述u型顶板（3）和底板（4）均为钢结构，钢筋（7）焊接在底板（4）底部。

5.如权利要求1所述的一种简易的测定frp粘结性能的装置，其特征在于：所述混凝土基座（6）中开设有与钢筋（7）相适配的垂直通孔，钢筋（7）表面设有螺纹，钢筋（7）垂直穿过混凝土基座（6）并在下端部通过螺帽（10）固定。

6.如权利要求5所述的一种简易的测定frp粘结性能的装置，其特征在于：所述混凝土基座（6）和螺帽（10）之间还设有钢板（11），钢筋（7）垂直穿过混凝土基座（6）和钢板（11）并在下端部通过螺帽（10）固定。

技术总结
一种简易的测定FRP粘结性能的装置，包括：混凝土试块、纤维布、U型顶板、底板、螺栓、混凝土基座、钢筋；混凝土试块呈长方体结构，安装在底板上，其上安装有U型顶板，U型顶板和底板通过四个垂直螺栓连接固定，将混凝土试块夹在中间；纤维布的上端固定在试验机的上夹具上，下部垂直粘贴在混凝土试块的侧面，U型开口朝向该侧面；底板底部固定有钢筋，钢筋垂直穿过混凝土基座并固定在混凝土基座中，下端穿出混凝土基座并固定在试验机的下夹具中。本实用新型结构简单，容易安装，结合材料试验机使用，能够有效控制加载速率，研究不同速率下界面的破坏情况，并且加载过程中结构稳定，不易晃动。此外，部分结构可重复利用，节约环保。

技术研发人员：许兰兰;袁业清;杨宇锋;陈宣捷;马晓彬;马永骏
受保护的技术使用者：江苏开放大学(江苏城市职业学院)
技术研发日：2020.05.22
技术公布日：2020.12.01