專利名稱：一種構(gòu)筑物修復(fù)新舊界面粘結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種新舊材料界面粘結(jié)質(zhì)量的評(píng)價(jià)方法，尤其是混凝土修補(bǔ)工程中新舊材料界面粘結(jié)質(zhì)量的評(píng)價(jià)。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外對(duì)結(jié)構(gòu)的修復(fù)性能的研究和評(píng)價(jià)方法很大程度上都是基于新舊混凝土界面粘結(jié)質(zhì)量，粘結(jié)強(qiáng)度是直接反映界面粘結(jié)質(zhì)量的重要指標(biāo)。目前各種評(píng)價(jià)界面粘結(jié)強(qiáng)度的方法只注重于粘結(jié)界面的不同受カ情況，根據(jù)粘結(jié)界面的不同受カ情況，粘結(jié)強(qiáng)度可分為剪切、拉伸、拉(壓)-剪三大類，主要有Z型剪切型、斜剪切型、兩端直接拉伸型、劈裂抗拉型、彎曲抗拉型等；在試件的構(gòu)型上，采用一半是基體，另一半是修補(bǔ)材料，修補(bǔ)材料可自由收縮膨脹，修補(bǔ)材料膨脹收縮不會(huì)對(duì)界面粘結(jié)強(qiáng)度帶來影響。在實(shí)際混凝土結(jié)構(gòu)缺陷修補(bǔ)中，如水泥混凝土路面坑槽、裂縫等的修復(fù)，舊混凝土基是穩(wěn)固的，修補(bǔ)材料受到舊混凝土基體的約束作用，這使修補(bǔ)材料不能自由膨脹和自由收縮。在早期，當(dāng)修補(bǔ)材料自身體積穩(wěn)定性不良，特別是修補(bǔ)材料具有明顯收縮性，由于舊基體的約束作用將會(huì)使粘結(jié)界面開裂，粘結(jié)カ下降甚至失去粘結(jié)能力，修復(fù)失效；硬化后，修補(bǔ)材料與舊混凝土結(jié)構(gòu)在各種環(huán)境因素(如荷載、溫度、濕度等)的作用下，修補(bǔ)材料和基體都會(huì)產(chǎn)生體積變形，當(dāng)修補(bǔ)材料與舊混凝土結(jié)構(gòu)的協(xié)同變形性差，反復(fù)的荷載、溫度、濕度等荷載就會(huì)使界面粘結(jié)質(zhì)量迅速變差，使得修復(fù)失效。上述常用幾種界面粘結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法側(cè)重于粘結(jié)界面的不同受カ情況，而未反映修補(bǔ)材料或新混凝土的膨脹收縮性對(duì)界面粘結(jié)質(zhì)量的影響，其難以精確地反應(yīng)修補(bǔ)實(shí)際情況，評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)于實(shí)際應(yīng)用時(shí)如何選擇修補(bǔ)材料僅僅能夠具有一定程度參考價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是怎樣提供一種能夠更加精確地反應(yīng)實(shí)際修補(bǔ)情況，實(shí)際應(yīng)用參考價(jià)值更高的構(gòu)筑物修復(fù)新舊界面粘結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法；本方法能夠反映出修補(bǔ)材料膨脹收縮性對(duì)界面粘結(jié)質(zhì)量的影響，能夠更加準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)出實(shí)際適用的混凝土修補(bǔ)材料。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明中采用了如下的技術(shù)方案
一種構(gòu)筑物修復(fù)新舊界面粘結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特點(diǎn)在于，設(shè)計(jì)了ー種新約束試件，以待修復(fù)構(gòu)筑物的材料制得試件基體(基體外形優(yōu)選采用立方體形或者圓柱體形)，基體上制出圓錐臺(tái)形狀的孔洞，錐面的傾斜角為〃變化范圍0° 30° (包括0°和30° )，將新澆 筑材料澆筑到圓錐臺(tái)孔洞內(nèi)上、中或下三個(gè)部位形成試件，然后進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。其中，所述新澆筑材料澆筑的厚度優(yōu)選為孔洞高度的1/5 1/2 (該高度可以更加利于后續(xù)評(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果的顯示)。
本方法，具體包括以下步驟a、在待修復(fù)的構(gòu)筑物上取下樣品，制備試件基體，或
者當(dāng)待修復(fù)構(gòu)筑物材料為鋼材時(shí)，采用相同型號(hào)鋼材制備試件基體，所述試件基體中部具
有ー圓錐臺(tái)形狀的貫穿的孔洞山、將修補(bǔ)用的新澆筑材料澆筑到試件基體中的孔洞內(nèi)形成
圓錐臺(tái)形并養(yǎng)護(hù)完畢，澆筑時(shí)在孔洞的至少一端留有余地；C、采用顯微鏡觀察修補(bǔ)材料的
粘結(jié)界面并采集裂紋寬度數(shù)值，得出表觀質(zhì)量；d、在試件基體的孔洞內(nèi)留有余地的一端注
滿水，測(cè)試水面下降高度與時(shí)間的關(guān)系，得出滲水性能質(zhì)量；e、將滲水測(cè)試后的試件采用
50°C烘干(該溫度能夠有效地烘干試件，又避免溫度過高對(duì)后續(xù)試驗(yàn)的影響)，然后采用壓
カ設(shè)備，用平整的壓頭從圓錐臺(tái)形狀的孔洞的小直徑端豎直向下壓澆筑的修補(bǔ)材料，測(cè)得
修補(bǔ)材料與基體脫落時(shí)的壓カ值八根據(jù)式(一)計(jì)算界面粘結(jié)強(qiáng)度，
P Ρ·Θ
I=—= -^- 、式—)
S π Η + πΗ2 tm&
其中丁 β——粘結(jié)面傾斜角為Θ時(shí)的粘結(jié)強(qiáng)度，單位MPa ；
^——新澆筑材料與基體之間的粘結(jié)面積，単位mm2 ；
D——新澆筑材料上表面直徑，單位mm ；
P——破壞荷載，單位N;
H-燒筑厚度，單位mm;
Θ——粘結(jié)面與垂直方向的傾斜角度； π——圓周率。上述技術(shù)方案中，公式一的推導(dǎo)過程為
界面粘結(jié)強(qiáng)度τ O等于脫落時(shí)的破壞荷載P除以粘結(jié)面積&破壞荷載P直接從儀器讀取獲得。新澆筑材料形狀為圓錐臺(tái)形狀，錐面的傾斜角為Θ，錐臺(tái)高度為//，圓錐臺(tái)上表
面直徑為ガ，圓錐臺(tái)下底面直徑/ (易得= 2//tan5 + ￡))，粘結(jié)面積S就是圓錐臺(tái)的側(cè)
面積。圓錐臺(tái)是ー個(gè)圓錐體截去ー個(gè)小圓錐體剩下的部分，粘結(jié)面積S等于兩個(gè)圓錐體側(cè)面展開后的兩個(gè)同心扇形面積之差(即粘結(jié)面積S等于大扇形面積減去小扇形面積S
扇小)。扇形的面積公式為= 2 ^ 其中L為扇形的弧長(zhǎng)、R為扇形的半徑，小扇形的弧長(zhǎng)等于圓錐臺(tái)上表面的周長(zhǎng)(即ム卜=ヰの)，小扇形的半徑等于截去小圓錐體的母線長(zhǎng)(即足卜=-I);大扇形的弧長(zhǎng)等于圓錐臺(tái)下底面的周長(zhǎng)(即￡ - nv'D )，大扇形的母線長(zhǎng)等
于圓錐體的母線長(zhǎng)(即ん=)。
大 2 Sm 5(式ニ)
^ = — Λ ' (式ニ)
4ぃ足ト(式四) s k=\Lf、XRk (式五)將 帶入式五、式四、式三、式ニ可得界面粘結(jié)強(qiáng)度的表達(dá)式
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)筑物修復(fù)新舊界面粘結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，設(shè)計(jì)了一種新約束試件，以待修復(fù)構(gòu)筑物的材料制得試件基體，基體上制出圓錐臺(tái)形狀的孔洞，錐面的傾斜角為9變化范圍O。 30° (包括0°和30° )，將新澆筑材料澆筑到圓錐臺(tái)孔洞內(nèi)上、中或下三個(gè)部位形成試件，然后進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。
2.如權(quán)利要求I所述的構(gòu)筑物修復(fù)新舊界面粘結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，所述新澆筑材料澆筑的厚度為孔洞高度的1/5 1/2。
3.如權(quán)利要求I所述的構(gòu)筑物修復(fù)新舊界面粘結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，其特征在于，具體包括以下步驟a、在待修復(fù)的構(gòu)筑物上取下樣品，制備試件基體，或者當(dāng)待修復(fù)構(gòu)筑物材料為鋼材時(shí)，采用相同型號(hào)鋼材制備試件基體，所述試件基體中部具有一圓錐臺(tái)形狀的貫穿的孔洞山、將修補(bǔ)用的新澆筑材料澆筑到試件基體中的孔洞內(nèi)形成圓錐臺(tái)形并養(yǎng)護(hù)完畢，澆筑時(shí)在孔洞的至少一端留有余地；C、采用顯微鏡觀察修補(bǔ)材料的粘結(jié)界面并采集裂紋寬度數(shù)值，得出表觀質(zhì)量；d、在試件基體的孔洞內(nèi)留有余地的一端注滿水，測(cè)試水面下降高度與時(shí)間的關(guān)系，得出滲水性能質(zhì)量；e、將滲水測(cè)試后的試件采用50°C烘干，然后采用壓力設(shè)備，用平整的壓頭從圓錐臺(tái)形狀的孔洞的小直徑端豎直向下壓澆筑的修補(bǔ)材料，測(cè)得修補(bǔ)材料與基體脫落時(shí)的壓力值八根據(jù)式(一)計(jì)算界面粘結(jié)強(qiáng)度，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種構(gòu)筑物修復(fù)新舊界面粘結(jié)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，本方法中設(shè)計(jì)了一種新約束試件，此類試件是在一定形狀的基體材料上制出具有一定形狀的孔形，將新澆筑材料按要求澆筑在孔洞中，通過測(cè)試粘結(jié)界面各項(xiàng)性能指標(biāo)，評(píng)價(jià)新舊界面粘結(jié)質(zhì)量。此試件能對(duì)新澆筑材料產(chǎn)生約束作用，能反映新澆筑材料的膨脹收縮性對(duì)界面粘結(jié)質(zhì)量的影響，此方法更接近于實(shí)際新澆筑材料受約束的情況。
文檔編號(hào)G01N21/88GK102680484SQ201210176148
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者劉軍, 尤超, 王慶珍, 王潤(rùn)澤, 范云燕, 錢覺時(shí) 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)