FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置，包括潮汐环境模拟系统、加载系统和FRP筋锚固机构；潮汐环境模拟系统包括两个水池，水池之间设有两台水泵，各个水泵分别将一个水池的出水口与另一个水池的进水口连通，各个水池内还设置加热棒、造浪泵；加载系统包括设于水池内的一组支座柱，支座柱上架设有FRP配筋海砂混凝土梁，FRP配筋海砂混凝土梁上方通过多个均布的支墩分别支撑杠杆，各个杠杆一端与通过FRP筋锚固机构锚固在水池内的FRP筋铰接，另一端连接载荷。本发明专利技术在浸泡过程中实现对海浪的模拟、在干燥过程中实现对海风的模拟，集成度高，实用性强，可对FRP配筋海砂混凝土梁经荷载/干湿循环加速腐蚀后的长期性能进行有效的测试。

【技术实现步骤摘要】
FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置及方法
本专利技术涉及土木构件的力学性能试验
，具体是一种FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置及方法。
技术介绍
FRP筋由于其优良的耐腐蚀性能，成为腐蚀性环境下替代钢筋的理想材料。但由于FRP材料用于土木工程历史较短，耐久性在实际工程中的检验成果稀少，对其耐久性能的研究显得尤为重要。现有针对FRP筋的加速腐蚀试验，考虑的环境因素单一，尤其缺乏外加应力的耦合作用，现实中，工程结构上总是有外荷载的。因此，在进行FRP配筋结构耐久性试验时必须考虑外荷载的影响。潮汐区海水的干湿循环作用对沿海基础设施产生极大的腐蚀作用，造成的损失十分严重。氯离子渗透导致的钢筋加速锈蚀是混凝土结构失效的最主要原因，长期以来，研究者针对海洋环境下钢筋的防腐蚀开展了大量的研究，包括添加阻锈剂、镀锌钢筋、阴极保护等，但均不能完美的解决钢筋锈蚀问题。随着国家海上丝绸之路战略的开展，研究海洋干湿循环环境下结构物腐蚀退化规律成为一个热点。为了防止混凝土中的钢筋过早的发生锈蚀，各国规范对于混凝土中的氯离子的含量都有严格的限制，这使得含盐量高的海砂在很多场合严禁使用。但当使用FRP筋作为内部增强筋时，海砂的使用将不受限。因此，FRP筋增强海砂混凝土结构是一类非常有应用前景的新型结构组合形式。目前，相关研究严重缺乏，试验研究该类型结构在海洋潮汐环境下的长期性能具有十分重要的意义。目前的干湿循环试验可采用人工搬运试件，或者使用干湿循环箱等自动设备完成。人工反复搬运费时、费力，且对于土木工程中的大型梁、柱构件，人工搬运很难实施。干湿循环试验箱一般用于土木工程材料领域的腐蚀试验，试件数目多、而尺寸小。对于大型的梁、柱构件，干湿循环箱无法容纳，专门定制更大的试验箱，价格高昂，所能满足的试件尺寸依然有限。而且，现有装置无法满足对土木工程中的梁、柱构件在干湿循环的同时耦合施加荷载的试验需求。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置和方法。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置，包括潮汐环境模拟系统、加载系统和FRP筋锚固机构；潮汐环境模拟系统包括两个水池，水池之间设有两台水泵，各个水泵分别将一个水池的出水口与另一个水池的进水口连通，各个水池内还设置加热棒、造浪泵；加载系统包括设于水池内的一组支座柱，支座柱上架设有FRP配筋海水海砂混凝土梁，FRP配筋海水海砂混凝土梁上方通过多个均布的支墩分别支撑杠杆，各个杠杆一端与通过FRP筋锚固机构锚固在水池内的FRP筋铰接，另一端连接载荷。进一步，杠杆一端与通过FRP筋锚固机构锚固在水池内的FRP筋铰接，另一端通过铰接接头与另一个杠杆中部交接，该另一个杠杆一端与通过FRP筋锚固机构锚固在水池内的FRP筋铰接，另一端连接载荷。进一步，FRP筋锚固机构包括设于水池底部的带孔锚板，FRP筋一端穿过该带孔锚板后通过螺帽紧固，另一端穿过杠杆端部后通过螺母紧固。进一步，各个水池上方设有保温盖板，保温盖板上设有风扇和出风口，风扇连接时控开关。进一步，各个FRP配筋海砂混凝土梁上均布有多个位移计。进一步，各个水池的底部向出水口倾斜，倾斜的角度为5°～8°。进一步，各个水池内设有水位控制器，水位控制器、水泵、加热棒、造浪泵连接时控开关。进一步，所述水池四壁和底板由混凝土浇筑而成，混凝土中夹芯设置保温层。一种FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验方法，包括以下步骤：(1)浇筑FRP配筋海水海砂混凝土梁，制作FRP筋拉伸试件并锚固；(2)将FRP配筋海水海砂混凝土梁分别架设入水池，将锚固好的FRP筋拉伸试件一端插入水池预埋带孔锚板中，并拧上螺帽锚固在水池底部后，盖上水池保温盖板；(3)在FRP配筋海水海砂混凝土梁的加载位置放置支墩，在支墩上架设杠杆，将FRP筋拉伸试件的另一端穿过杠杆上预留的孔，并用螺帽拧紧；(4)逐级添加砝码，同时调整FRP筋拉伸试件上端的螺帽，利用水平仪使杠杆保持水平，直到预定荷载水平达到；(5)架设位移计，并对其中一个水池灌注5％氯化钠含量的人工海水到指定位置，保证淹没试件；(6)根据设定的干湿循环制度，设定时控开关的开启和关闭时间；接通电源，按照设定的龄期，开始自动干湿循环加速腐蚀；(7)试验过程中定期检查，并通过拧紧螺帽，保持杠杆水平，按照预定时间间隔，测度位移计读数；(8)当设定的龄期达到后，停止试验，取出FRP配筋海砂混凝土梁和带锚具FRP筋拉伸试件，进行荷载/干湿循环加速腐蚀后力学性能的测试。有益效果：本专利技术的一种FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置，在浸泡过程中实现对海浪的模拟、在干燥过程中实现对海风的模拟，集成度高，实用性强，可方便实现土木工程梁、柱构件尺寸试件的自动干湿循环加速腐蚀试验，并且对梁、柱、受拉构件在干湿循环的同时耦合施加应力，使得耐久性试验更接近真实服役状态，解决现有干湿循环设备无法满足土木工程大型构件在海洋潮汐环境下的耐久性试验、无法提供有效外荷载耦合作用的不足。本专利技术的方法，可以对FRP配筋海水海砂混凝土梁经荷载/干湿循环加速腐蚀后的长期性能进行有效的测试，从而对该新型结构形式的工程应用提供有效支撑。附图说明图1为本专利技术试验装置的纵向剖面结构示意图；图2为本专利技术的横向剖视结构示意图；图3为本专利技术的电路原理图；图4为图2中FRP筋握裹有混凝土的结构示意图；图5为FRP筋锚固机构结构示意图；图6为铰接接头结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如图1、图2所示的一种FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置，包括潮汐环境模拟系统、加载系统和FRP筋锚固机构；潮汐环境模拟系统包括两个水池13，水池13之间设置有两台水泵26，27，各个水泵分别将一个水池的出水口16与另一个水池的进水口17连通，各个水池13内还设置加热棒21，23、造浪泵22，24；各个水池13上方设置有保温盖板15，保温盖板15上设置有风扇20，25和出风口19，风扇20，25连接时控开关，加载系统包括设置在水池内的一组支座柱10，支座柱10之间架设置有FRP配筋海水海砂混凝土梁9，FRP配筋海水海砂混凝土梁9上方通过多个均布的支墩8分别支撑杠杆11，各个杠杆11一端与通过FRP筋锚固机构锚固在水池内的FRP筋12铰接，另一端连接载荷1。FRP筋锚固机构包括设置在水池底部的带孔锚板6，FRP筋12一端穿过该带孔锚板6后通过螺帽紧固，另一端穿过杠杆11端部后通过螺母紧固。各个FRP配筋海水海砂混凝土梁9上均布有多个位移计18，各个水池13的底部向出水口16倾斜，倾斜的角度为5°～8°，各个水池13内设置有水位控制器31，32，水位控制器31，32、水泵26，27、加热棒21，23、造浪泵22，24连接时控开关。杠杆11一端与通过FRP筋锚固机构锚固在水池内的FRP筋12铰接，另一端还可以是通过铰接接头3与另一个杠杆2中部交接，该另一个杠杆2一端与通过FRP筋锚固机构锚固在水池内的FRP筋5铰接，另一端连接载荷1。水池13四壁和底板由混凝土浇筑而成，混凝土中夹芯设置保温层。而盖板15可以为内夹保温层的竹木板，盖板1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置，其特征在于：包括潮汐环境模拟系统、加载系统和FRP筋锚固机构；潮汐环境模拟系统包括两个水池，水池之间设有两台水泵，各个水泵分别将一个水池的出水口与另一个水池的进水口连通，各个水池内还设置加热棒、造浪泵；加载系统包括设于水池内的一组支座柱，支座柱上架设有FRP配筋海砂混凝土梁，FRP配筋海砂混凝土梁上方通过多个均布的支墩分别支撑杠杆，各个杠杆一端与通过FRP筋锚固机构锚固在水池内的FRP筋铰接，另一端连接载荷。

【技术特征摘要】
1.一种FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置，其特征在于：包括潮汐环境模拟系统、加载系统和FRP筋锚固机构；潮汐环境模拟系统包括两个水池，水池之间设有两台水泵，各个水泵分别将一个水池的出水口与另一个水池的进水口连通，各个水池内还设置加热棒、造浪泵；加载系统包括设于水池内的一组支座柱，支座柱上架设有FRP配筋海砂混凝土梁，FRP配筋海砂混凝土梁上方通过多个均布的支墩分别支撑杠杆，杠杆一端与通过FRP筋锚固机构锚固在水池内的FRP筋铰接，另一端通过铰接接头与另一个杠杆中部交接，该另一个杠杆一端与通过FRP筋锚固机构锚固在水池内的FRP筋铰接，另一端连接载荷。2.根据权利要求1所述的FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置，其特征在于：FRP筋锚固机构包括设于水池底部的带孔锚板，FRP筋一端穿过该带孔锚板后通过螺帽紧固，另一端穿过杠杆端部后通过螺母紧固。3.根据权利要求1所述的FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置，其特征在于：各个水池上方设有保温盖板，保温盖板上设有风扇和出风口，风扇连接时控开关。4.根据权利要求1所述的FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置，其特征在于：各个FRP配筋海砂混凝土梁上均布有多个位移计。5.根据权利要求1所述的FRP配筋海水海砂混凝土构件加速腐蚀试验装置，其特征在于：各个水池的底部向出水口倾斜，倾斜的角度为5°～8°。6.根据权利要求1所述的FRP配筋海水海...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，董志强，王焰，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32