拉伸应力与环境耦合作用下FRP筋耐久性能实验装置

1.一种对拉伸应力与环境耦合作用下FRP筋耐久性能测试方法，其特征在于：包括拉伸应力与环境耦合作用下FRP筋耐久性能实验装置，该装置包括下拉板(1)、定位板(7)、设于下拉板(1)和定位板(7)之间的上拉板(2)、穿过上拉板(2)并利用定位螺帽(4)设置于下拉板(1)和定位板(7)之间的4根拉杆(3)、带有螺纹杆的万向球铰(8)、装样套管(10)、玻璃管(13)、温度控制器(15)；所述上拉板(2)底部设有加力螺帽(5)，所述上拉板(2)和定位板(7)之间设有弹簧(6)；所述下拉板(1)、上拉板(2)的中部分别设有开孔，一对带有螺纹杆的万向球铰(8)分别穿过下拉板(1)、上拉板(2)的中部开孔与装样套管(10)连接；万向球铰(8)与下拉板(1)之间设有应力传感器(9)，应力传感器(9)与数据采集器(16)连接；
对拉伸应力与环境耦合作用下FRP筋耐久性能测试方法包括以下步骤：
(1)取FRP筋试样，其两端采用螺纹钢管锚固，FRP筋试样的中部套装玻璃管、底部利用橡胶塞和环氧树脂胶密封；
(2)根据试样高度，调整加力螺帽、上拉板、定位板和定位螺帽的相对位置，并利用水平仪控制上拉板和定位板水平，将锚固好的FRP筋试样旋入装样套管；
(3)由玻璃管的上端灌入模拟腐蚀溶液后，用保鲜膜覆盖上端口；设定温度控制器温度；
(4)根据设定的应力水平，缓慢旋转加力螺帽对FRP筋试样施加轴心拉伸应力，加力过程中保持上拉板水平，利用应力传感器和数据采集器实时监测应力变化，加载至设定的应力水平；每15min采集一次荷载，当荷载水平下降5％时，调整加力螺帽恢复至原始应力水平；
(5)达到设定的持续时间后，关闭温度控制器、应力传感器、数据采集器；卸去载荷，取下FRP筋试样；采用MTS试验机测试FRP筋试样的拉伸强度、弹性模量和极限拉伸应变；
通过残余强度f(t,T,a)、弹性模量损失率e(t,T,a)和残余应变能H(t,T,a)对FRP筋拉伸与环境多因素耦合作用下的耐久性能进行评价；其中，残余强度f(t,T,a)、弹性模量损失率e(t,T,a)和残余应变能H(t,T,a)通过公式(1)-(3)确定：
残余强度f(t,T,a)，即拉伸应力与环境耦合作用后FRP筋试样的极限拉伸强度与对比FRP筋试样的拉伸强度的比值：
弹性模量损失率，即拉伸应力与环境耦合作用后FRP筋试样的弹性模量与对比FRP筋的弹性模量的差占初始弹性模量的百分量：
残余应变能，即拉伸应力与环境耦合作用后FRP筋试样的拉伸应力应变曲线积分面积与对比FRP筋试样的拉伸应力-应变曲线的积分面积：
式中，f(ε)为FRP筋拉伸加载过程中的应力变化曲线方程；
其中，P0为FRP筋试样未腐蚀前极限拉伸强度，E0为弹性模量、ε10为极限拉伸应变；T为设定温度，a为应力水平，与模拟溶液耦合作用至龄期td后FRP筋试样的极限拉伸强度为Pt,T,a，弹性模量为Et,T,a和极限拉伸应变为εl(t,T,a)。
2.根据权利要求1所述的对拉伸应力与环境耦合作用下FRP筋耐久性能测试方法，其特征在于：模拟腐蚀溶液为饱和氢氧化钙溶液、盐溶液或盐碱复合溶液。

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