专利名称：一种构筑物修复新旧界面粘结质量评价方法
技术领域：
本发明涉及ー种新旧材料界面粘结质量的评价方法，尤其是混凝土修补工程中新旧材料界面粘结质量的评价。
背景技术：
国内外对结构的修复性能的研究和评价方法很大程度上都是基于新旧混凝土界面粘结质量，粘结强度是直接反映界面粘结质量的重要指标。目前各种评价界面粘结强度的方法只注重于粘结界面的不同受カ情况，根据粘结界面的不同受カ情况，粘结强度可分为剪切、拉伸、拉(压)-剪三大类，主要有Z型剪切型、斜剪切型、两端直接拉伸型、劈裂抗拉型、弯曲抗拉型等；在试件的构型上，采用一半是基体，另一半是修补材料，修补材料可自由收缩膨胀，修补材料膨胀收缩不会对界面粘结强度带来影响。在实际混凝土结构缺陷修补中，如水泥混凝土路面坑槽、裂缝等的修复，旧混凝土基是稳固的，修补材料受到旧混凝土基体的约束作用，这使修补材料不能自由膨胀和自由收缩。在早期，当修补材料自身体积稳定性不良，特别是修补材料具有明显收缩性，由于旧基体的约束作用将会使粘结界面开裂，粘结カ下降甚至失去粘结能力，修复失效；硬化后，修补材料与旧混凝土结构在各种环境因素(如荷载、温度、湿度等)的作用下，修补材料和基体都会产生体积变形，当修补材料与旧混凝土结构的协同变形性差，反复的荷载、温度、湿度等荷载就会使界面粘结质量迅速变差，使得修复失效。上述常用几种界面粘结质量评价方法侧重于粘结界面的不同受カ情况，而未反映修补材料或新混凝土的膨胀收缩性对界面粘结质量的影响，其难以精确地反应修补实际情况，评价结果对于实际应用时如何选择修补材料仅仅能够具有一定程度參考价值。

发明内容
针对上述现有技术不足，本发明要解决的技术问题是怎样提供一种能够更加精确地反应实际修补情況，实际应用參考价值更高的构筑物修复新旧界面粘结质量评价方法；本方法能够反映出修补材料膨胀收缩性对界面粘结质量的影响，能够更加准确地评价出实际适用的混凝土修补材料。为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案
一种构筑物修复新旧界面粘结质量评价方法，其特点在于，设计了ー种新约束试件，以待修复构筑物的材料制得试件基体(基体外形优选采用立方体形或者圆柱体形)，基体上制出圆锥台形状的孔洞，锥面的倾斜角为〃变化范围0° 30° (包括0°和30° )，将新浇 筑材料浇筑到圆锥台孔洞内上、中或下三个部位形成试件，然后进行质量评价。其中，所述新浇筑材料浇筑的厚度优选为孔洞高度的1/5 1/2 (该高度可以更加利于后续评价测试结果的显示)。
本方法，具体包括以下步骤a、在待修复的构筑物上取下样品，制备试件基体，或
者当待修复构筑物材料为钢材时，采用相同型号钢材制备试件基体，所述试件基体中部具
有ー圆锥台形状的贯穿的孔洞山、将修补用的新浇筑材料浇筑到试件基体中的孔洞内形成
圆锥台形并养护完毕，浇筑时在孔洞的至少一端留有余地；C、采用显微镜观察修补材料的
粘结界面并采集裂纹宽度数值，得出表观质量；d、在试件基体的孔洞内留有余地的一端注
满水，测试水面下降高度与时间的关系，得出渗水性能质量；e、将渗水测试后的试件采用
50°C烘干(该温度能够有效地烘干试件，又避免温度过高对后续试验的影响)，然后采用压
カ设备，用平整的压头从圆锥台形状的孔洞的小直径端竖直向下压浇筑的修补材料，测得
修补材料与基体脱落时的压カ值八根据式(一)计算界面粘结强度，
P Ρ·Θ
I=—= -^- 、式—)
S π Η + πΗ2 tm&
其中丁 β——粘结面倾斜角为Θ时的粘结强度，单位MPa ；
^——新浇筑材料与基体之间的粘结面积，単位mm2 ；
D——新浇筑材料上表面直径，单位mm ；
P——破坏荷载，单位N;
H-烧筑厚度，单位mm;
Θ——粘结面与垂直方向的倾斜角度； π——圆周率。上述技术方案中，公式一的推导过程为
界面粘结强度τ O等于脱落时的破坏荷载P除以粘结面积&破坏荷载P直接从仪器读取获得。新浇筑材料形状为圆锥台形状，锥面的倾斜角为Θ，锥台高度为//，圆锥台上表
面直径为ガ，圆锥台下底面直径/ (易得= 2//tan5 + ￡))，粘结面积S就是圆锥台的侧
面积。圆锥台是ー个圆锥体截去ー个小圆锥体剩下的部分，粘结面积S等于两个圆锥体侧面展开后的两个同心扇形面积之差(即粘结面积S等于大扇形面积减去小扇形面积S
扇小)。扇形的面积公式为= 2 ^ 其中L为扇形的弧长、R为扇形的半径，小扇形的弧长等于圆锥台上表面的周长(即ム卜=ヰの)，小扇形的半径等于截去小圆锥体的母线长(即足卜=-I);大扇形的弧长等于圆锥台下底面的周长(即￡ - nv'D )，大扇形的母线长等
于圆锥体的母线长(即ん=)。
大 2 Sm 5(式ニ)
^ = — Λ ' (式ニ)
4ぃ足ト(式四) s k=\Lf、XRk (式五)将 带入式五、式四、式三、式ニ可得界面粘结强度的表达式
权利要求
1.一种构筑物修复新旧界面粘结质量评价方法，其特征在于，设计了一种新约束试件，以待修复构筑物的材料制得试件基体，基体上制出圆锥台形状的孔洞，锥面的倾斜角为9变化范围O。 30° (包括0°和30° )，将新浇筑材料浇筑到圆锥台孔洞内上、中或下三个部位形成试件，然后进行质量评价。
2.如权利要求I所述的构筑物修复新旧界面粘结质量评价方法，其特征在于，所述新浇筑材料浇筑的厚度为孔洞高度的1/5 1/2。
3.如权利要求I所述的构筑物修复新旧界面粘结质量评价方法，其特征在于，具体包括以下步骤a、在待修复的构筑物上取下样品，制备试件基体，或者当待修复构筑物材料为钢材时，采用相同型号钢材制备试件基体，所述试件基体中部具有一圆锥台形状的贯穿的孔洞山、将修补用的新浇筑材料浇筑到试件基体中的孔洞内形成圆锥台形并养护完毕，浇筑时在孔洞的至少一端留有余地；C、采用显微镜观察修补材料的粘结界面并采集裂纹宽度数值，得出表观质量；d、在试件基体的孔洞内留有余地的一端注满水，测试水面下降高度与时间的关系，得出渗水性能质量；e、将渗水测试后的试件采用50°C烘干，然后采用压力设备，用平整的压头从圆锥台形状的孔洞的小直径端竖直向下压浇筑的修补材料，测得修补材料与基体脱落时的压力值八根据式(一)计算界面粘结强度，
全文摘要
本发明公开了一种构筑物修复新旧界面粘结质量评价方法，本方法中设计了一种新约束试件，此类试件是在一定形状的基体材料上制出具有一定形状的孔形，将新浇筑材料按要求浇筑在孔洞中，通过测试粘结界面各项性能指标，评价新旧界面粘结质量。此试件能对新浇筑材料产生约束作用，能反映新浇筑材料的膨胀收缩性对界面粘结质量的影响，此方法更接近于实际新浇筑材料受约束的情况。
文档编号G01N21/88GK102680484SQ201210176148
公开日2012年9月19日 申请日期2012年5月31日 优先权日2012年5月31日
发明者刘军, 尤超, 王庆珍, 王润泽, 范云燕, 钱觉时 申请人:重庆大学