專利名稱：一種復(fù)合內(nèi)襯材料抗剝離強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及試驗(yàn)裝置領(lǐng)域，具體涉及ー種復(fù)合內(nèi)襯材料抗剝離強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，適用于測量粘結(jié)于實(shí)驗(yàn)材料表面的復(fù)合內(nèi)襯，在復(fù)合內(nèi)襯背側(cè)外水壓カ的作用下的抗剝離強(qiáng)度。
背景技術(shù)：
我國水利行業(yè)待加固的小型水庫數(shù)量巨大，由于大部分水庫均修建于上世紀(jì)五六十年代大辦水利時(shí)期，因歷史原因，壩下涵管普遍存在種種問題和缺陷。目前對(duì)壩下涵管一般采取的加固方式主要有，局部維修加固、挖開壩體將涵管拆除重建和套襯鋼管加固等辦法。但應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，挖開壩體拆除重建費(fèi)用較高，施工時(shí)段長，壩體渡汛問題突出，挖開后回填的壩體與原來經(jīng)過多年沉降穩(wěn)定的壩體之間，不容易結(jié)合良好，容易因不均勻沉降
造成新的壩體裂縫。套襯鋼管加固，為了使鋼管順利送入原涵管，鋼管外徑必須小于原涵管內(nèi)徑5 IOcm甚至更多，對(duì)原管徑縮小過多，且一旦遇到涵管彎折變形或局部錯(cuò)臺(tái)、凸起吋，極易卡死，造成進(jìn)退兩難的窘境。另外，鋼管與原涵管之間的間隙必須進(jìn)行灌漿處理，但灌漿質(zhì)量不容易密實(shí)，涵管較長時(shí)尤甚。對(duì)有彎折或非圓形管道，鋼管套襯法則根本無計(jì)可施。為了克服上述弊端，近年，水利系統(tǒng)將ー種在石油、化工、天然氣、市政等行業(yè)廣泛應(yīng)用的，稱為軟管翻襯法或拖入法的非開挖管道原位修復(fù)技術(shù)引入壩下涵管加固中來。但在石油、化工、天然氣、市政等行業(yè)，修復(fù)涵管的目的，主要是防止輸送的流體介質(zhì)從管壁裂縫泄露；內(nèi)襯材料主要受內(nèi)部流體壓カ，不存在在管外壓カ下被剝離的情況。在水利行業(yè)，在毎年灌溉期間開閘放水的時(shí)段不長，涵管內(nèi)多數(shù)為明流，出現(xiàn)壓カ流的情況不多，此時(shí)，內(nèi)襯材料是防止管內(nèi)壓力水經(jīng)管壁裂縫外泄侵入壩體，內(nèi)襯材料的受カ狀態(tài)與石油、化工、天然氣、市政等行業(yè)相同。在絕大多數(shù)情況下，涵管上游閘門關(guān)閉，涵管內(nèi)部無水，內(nèi)襯材料主要是防止管外滲水經(jīng)管壁裂縫、孔洞等缺陷部位將壩體填土細(xì)顆粒帶進(jìn)管內(nèi)，造成壩體滲透破壞。此時(shí)，內(nèi)襯材料的受カ狀態(tài)與石油、化工、天然氣、市政等行業(yè)不同粘結(jié)于壩下涵管內(nèi)壁的內(nèi)襯層，跨越裂縫，在裂縫兩側(cè)與混凝土管壁緊密粘結(jié)，承擔(dān)裂縫中的滲水壓力。業(yè)內(nèi)公知，壩下涵管內(nèi)壁上的缺陷各種各樣，但對(duì)最危險(xiǎn)的是內(nèi)壁上貫穿性裂縫或孔洞，裂縫寬度或孔洞直徑越大越危險(xiǎn)。對(duì)于同樣貫穿性寬度的裂縫或同樣直徑的貫穿性孔洞，如果滲水壓力水頭過大，內(nèi)襯層將沿裂縫邊緣從混凝土管壁上剝離，或連同裂縫局部管壁混凝土一起剝離。為此，必須測試內(nèi)襯層在滲水壓力下的剝離強(qiáng)度。由于現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范還沒有規(guī)定內(nèi)襯層在管外水壓カ下的剝離強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)方法或裝置，業(yè)內(nèi)一般參照最接近方法，實(shí)驗(yàn)內(nèi)襯與混凝土之間的正拉粘結(jié)強(qiáng)度，或90°抗撕裂剝離強(qiáng)度。其中，中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)《碳纖維片材加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(CECS 146:2003)規(guī)定了正拉粘結(jié)強(qiáng)度的測定方法，該方法適用于與碳纖維片材配套的樹脂類粘結(jié)材料單層或復(fù)合涂層與混凝土間的正拉粘結(jié)強(qiáng)度的測定。其實(shí)驗(yàn)出的是樣品與混凝土在整個(gè)接觸面同時(shí)受拉力的條件下，沿粘結(jié)面法線方向的正拉粘結(jié)強(qiáng)度。[0006]90°抗撕裂剝離強(qiáng)度測定，由國家標(biāo)準(zhǔn)《剝離強(qiáng)度試驗(yàn)方法》(GB/T 2790-1995)規(guī)定，一般在90°、180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，測定的是柔性材料沿著與粘結(jié)基材面成90°或180°方向，被撕拉下來時(shí)的粘結(jié)強(qiáng)度。上述兩種測定方法均不能反應(yīng)裂縫處內(nèi)襯材料的實(shí)際受カ狀態(tài)，因此也就不能準(zhǔn)確測量出內(nèi)襯在管外水壓カ下的實(shí)際剝離強(qiáng)度。發(fā)明專利《一種復(fù)合內(nèi)襯抗剝離強(qiáng)度的測量裝置》(專利號(hào)201010214055. 4)提出了一種壩下涵管復(fù)合內(nèi)襯抗外水壓カ的原位測試方法，也是ー種破壞性的試驗(yàn)方法，實(shí)驗(yàn)完畢需對(duì)壩體鉆孔和管壁實(shí)驗(yàn)部位進(jìn)行修復(fù)。當(dāng)エ地?zé)o鉆孔、灌漿設(shè)備吋，需專門運(yùn)進(jìn)鉆孔、灌漿設(shè)備，試驗(yàn)費(fèi)用較高，試驗(yàn)耗時(shí)較長。此外，當(dāng)涵管直徑較小，在涵管內(nèi)壁進(jìn)行試驗(yàn)準(zhǔn)備以及試驗(yàn)后對(duì)試驗(yàn)區(qū)域的修復(fù)作業(yè)時(shí)，人員難以或無法進(jìn)入，需采用エ業(yè)機(jī)器人，造成操作困難或無法操作，實(shí)施試驗(yàn)的難度較大。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供ー種復(fù)合內(nèi)襯材料抗剝離強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，模擬粘結(jié)于壩下涵管內(nèi)壁的復(fù)合內(nèi)襯的實(shí)際固化條件和固化后在抗外水壓カ下的實(shí)際受カ情況，得到內(nèi)襯在涵管外水壓カ的作用下的抗剝離強(qiáng)度。本實(shí)用新型的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)ー種復(fù)合內(nèi)襯材料抗剝離強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，包括試塊和一面設(shè)置有樹脂粘結(jié)劑層且另一面設(shè)置有不透水膜的柔性復(fù)合內(nèi)村，柔性復(fù)合內(nèi)襯的樹脂粘結(jié)劑層與試塊的上表面粘連，試塊上設(shè)置有貫穿試塊的上表面和下表面的通孔，通孔靠近試塊的下表面的一端設(shè)置有螺紋水嘴，通孔靠近試塊的上表面的一端設(shè)置有槽孔。ー種復(fù)合內(nèi)襯材料抗剝離強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，還包括蓋板、墊圈、壓杠、螺栓和水嘴，墊圈設(shè)置在柔性復(fù)合內(nèi)襯上，蓋板設(shè)置在墊圈上，壓杠包括上壓杠和下壓杠，上壓杠和下壓杠通過螺栓將墊圈和蓋板依次壓緊在柔性復(fù)合內(nèi)襯上，蓋板上設(shè)有安裝通孔，安裝通孔一端與水嘴連通，蓋板下表面曲率與試塊的上表面曲率相同。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡単，無需動(dòng)用鉆孔、灌漿設(shè)備在壩面進(jìn)行鉆孔、灌漿、封孔等，當(dāng)大壩加固現(xiàn)場無現(xiàn)成的鉆孔、灌漿設(shè)備時(shí)，可大幅節(jié)省試驗(yàn)費(fèi)和試驗(yàn)時(shí)間。2、本實(shí)用新型在室內(nèi)真實(shí)模擬了粘結(jié)于壩下涵管內(nèi)壁的柔性復(fù)合內(nèi)襯上的樹脂粘結(jié)劑的實(shí)際固化條件，根據(jù)需要對(duì)以下條件均可進(jìn)行靈活變換和組合試塊的材質(zhì)、試塊表面的粗糙度及濕度、試塊上槽孔的幾何形狀和尺寸、柔性復(fù)合內(nèi)襯的結(jié)構(gòu)、樹脂粘結(jié)劑配方、樹脂粘結(jié)劑的浸潰方式和溫度濕度條件、樹脂粘結(jié)劑固化方式(時(shí)間、溫度、壓力、水壓下固化還是水蒸汽或紫外線照射)，適應(yīng)性廣。3、本實(shí)用新型所述的試塊如果直接截取于壩下涵管適當(dāng)位置，則粘結(jié)于壩下涵管內(nèi)壁的柔性復(fù)合內(nèi)襯上的樹脂粘結(jié)劑的實(shí)際固化條件與實(shí)際情況完全一致。4、本實(shí)用新型內(nèi)襯層上的樹脂粘結(jié)劑粘結(jié)于試塊上完成固化后，可在內(nèi)襯層的背側(cè)施加水壓力，在室內(nèi)真實(shí)模擬了粘結(jié)于壩下涵管內(nèi)壁的復(fù)合內(nèi)襯的抗外水壓カ的實(shí)際受カ情況，測試出不同養(yǎng)護(hù)溫度、不同養(yǎng)護(hù)時(shí)間的內(nèi)襯層的抗外水壓カ極限值，方便實(shí)用。
圖I為本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中M-M方向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為復(fù)合內(nèi)襯材料固化在試塊上的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中N-N方向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖中ト試塊；2_柔性復(fù)合內(nèi)襯；3_槽孔；4_螺紋水嘴；5-墊圈；6_蓋板；7_水嘴;8_壓杠;9_螺檢。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。實(shí)施例I如圖I、圖2所示，ー種復(fù)合內(nèi)襯材料抗剝離強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，包括試塊I和一面設(shè)置有樹脂粘結(jié)劑層且另一面設(shè)置有不透水膜的柔性復(fù)合內(nèi)襯2，柔性復(fù)合內(nèi)襯2的樹脂粘結(jié)劑層與試塊I的上表面粘連，試塊I上設(shè)置有貫穿試塊I的上表面和下表面的通孔，通孔靠近試塊I的下表面的一端設(shè)置有螺紋水嘴4，通孔靠近試塊I的上表面的一端設(shè)置有槽孔3。ー種復(fù)合內(nèi)襯材料抗剝離強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，還包括蓋板6、墊圈5、壓杠8、螺栓9和水嘴7，墊圈5設(shè)置在柔性復(fù)合內(nèi)襯2上，蓋板6設(shè)置在墊圈5上，壓杠8包括上壓杠和下壓杠，上壓杠和下壓杠通過螺栓9將墊圈5和蓋板6依次壓緊在柔性復(fù)合內(nèi)襯2上，蓋板6上設(shè)有安裝通孔，安裝通孔一端與水嘴7連通，蓋板6下表面曲率與試塊I的上表面曲率相同。調(diào)節(jié)螺栓9，使蓋板6、墊圈5、柔性復(fù)合內(nèi)襯2壓緊在試塊I的上表面上，并在蓋板
6、墊圈5、柔性復(fù)合內(nèi)襯2之間形成ー個(gè)空腔。具有一定溫度和壓カ的水或氣通過蓋板6上的水嘴7進(jìn)入到該空腔內(nèi)，使柔性復(fù)合內(nèi)襯2浸潰樹脂的一側(cè)粘結(jié)于試塊I的上表面上直至樹脂完成固化。拆除壓緊裝置后，如圖3、圖4所示，試驗(yàn)外水壓カ源通過螺紋水嘴4和通孔進(jìn)入到槽孔3處，在已固化的柔性復(fù)合內(nèi)襯2樹脂粘結(jié)劑層的ー側(cè)，對(duì)內(nèi)襯層施加試驗(yàn)水壓。如上所述的槽孔3的幾何形狀和尺寸是模擬壩下涵管內(nèi)壁缺陷設(shè)置的，可以是圓形、多邊形、狹縫等等，槽孔3兩側(cè)在試塊I上表面設(shè)有高差時(shí)，可模擬壩下涵管內(nèi)壁錯(cuò)臺(tái)、掉坎缺陷。作為ー種優(yōu)選方案，試塊I直接截取于壩下涵管適當(dāng)位置，試塊I上的槽孔3按壩下涵管裂縫情況在試塊I上以金剛石切割片(或水刀)切割而成。試塊I上的通孔靠近試塊I的下表面的一端緊密設(shè)有螺紋水嘴4，其作用是在下一歩試驗(yàn)過程中與試驗(yàn)壓カ源連接，并保證螺紋水嘴4在試驗(yàn)中不漏水。使墊圈5的內(nèi)圈離槽孔3的孔沿盡可能遠(yuǎn)，但最遠(yuǎn)不超過試塊上表面外沿并使墊圈有一定寬度。墊圈5采用氯丁橡膠板或硅橡膠板或類似材料的板材，切割掉中心部分制成。壓緊裝置的蓋板6采用試塊I的上表面作為模板，以塑料薄膜相隔，澆樹脂粘結(jié)劑(或環(huán)氧樹脂、或水泥砂漿等類似材料)制作而成，這樣壓緊裝置的蓋板6下表面曲率即與試塊I的上表面曲率相同，在壓緊裝置將墊圈壓向試塊上表面時(shí)，蓋板下表面、墊圈、內(nèi)襯和試塊上表面就容易實(shí)現(xiàn)緊密配合。在蓋板6中心處鉆一安裝通孔，水嘴7—端涂抹樹脂粘結(jié)劑后緊密插入安裝通孔中。如果樹脂粘結(jié)劑層采用紫外光照射下固化，則蓋板6采用ー塊透光的厚有機(jī)玻璃板，其下表面曲率磨削成與試塊I的上表面曲率相同，在中心處鉆槽孔3并緊密插入ー個(gè)水嘴7。在柔性復(fù)合內(nèi)襯2上浸潰試驗(yàn)樹脂粘結(jié)劑后，使柔性內(nèi)襯2通過樹脂層與試塊I粘結(jié)，上緊螺栓9，將蓋板5、墊圈4、浸潰了樹脂的柔性復(fù)合內(nèi)襯2、試塊I壓在一起，墊圈4在蓋板5與柔性復(fù)合內(nèi)襯2之間形成了ー個(gè)空腔，具有試驗(yàn)溫度和壓カ的水或氣，通過水嘴7進(jìn)入蓋板6、墊圈4和柔性內(nèi)襯層2不透水膜一側(cè)所圍成的空腔中，在柔性內(nèi)襯2不透水膜ー側(cè)，對(duì)其施加壓力，使其緊貼于試塊I上，直至樹脂完成固化。之后，拆除螺栓9、蓋板6、墊圈5，將螺紋水嘴4連接到提供并顯示試驗(yàn)水壓的壓力源上，具有試驗(yàn)壓力的水經(jīng)螺紋水嘴4進(jìn)入到槽孔3處，在已經(jīng)固化粘結(jié)于試塊I上的試驗(yàn)表面上的柔性復(fù)合內(nèi)襯2的背側(cè)(樹脂層的ー側(cè))，對(duì)柔性復(fù)合內(nèi)襯2施加試驗(yàn)水壓力。保持試驗(yàn)水壓カ穩(wěn)定一定時(shí)間后，讀取試驗(yàn)壓カ源上的壓カ表讀數(shù)。逐級(jí)提高試驗(yàn)水壓力，直至在柔性復(fù)合內(nèi)襯2與試塊I的上表面某處被水壓カ剝離漏水，這ー級(jí)試驗(yàn)壓力值就是柔性復(fù)合內(nèi)襯2的抗外水壓カ極限值。實(shí)際上，本實(shí)用新型并不僅限于測試壩下涵管與柔性內(nèi)襯抗外水壓カ極限值，柔性復(fù)合內(nèi)襯2材質(zhì)、結(jié)構(gòu)或厚度(例如采用土工膜與聚酯纖維氈的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、與玻璃纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)、與碳纖維的復(fù)合結(jié)構(gòu)等等，每種材料可采用不同層數(shù)或厚度，可以有編織或無紡等等)；改變試塊I的材質(zhì)或槽孔3的形狀和尺寸(例如可以采用不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土澆筑或切割出不同形狀或尺寸的試塊1，在試塊I上可澆筑或切割出不同形狀或尺寸的槽孔3 ;改變粘結(jié)劑種類或配方(例如環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑或聚酯樹脂粘結(jié)劑等等);改變固化方式、固化時(shí)間等等，按上述步驟，均可以測試出各種相應(yīng)試驗(yàn)條件下，柔性復(fù)合內(nèi)襯2抗外水壓カ極限值。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.ー種復(fù)合內(nèi)襯材料抗剝離強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，包括試塊(I)和一面設(shè)置有樹脂粘結(jié)劑層且另一面設(shè)置有不透水膜的柔性復(fù)合內(nèi)襯(2)，柔性復(fù)合內(nèi)襯(2)的樹脂粘結(jié)劑層與試塊(I)的上表面粘連，其特征在于試塊(I)上設(shè)置有貫穿試塊(I)的上表面和下表面的通孔，通孔靠近試塊(I)的下表面的一端設(shè)置有螺紋水嘴(4)，通孔靠近試塊(I)的上表面的一端設(shè)置有槽孔(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種復(fù)合內(nèi)襯材料抗剝離強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括蓋板(6)、墊圈(5)、壓杠(8)、螺栓(9)和水嘴(7)，墊圈(5)設(shè)置在柔性復(fù)合內(nèi)襯(2)上，蓋板(6)設(shè)置在墊圈(5)上，壓杠(8)包括上壓杠和下壓杠，上壓杠和下壓杠通過螺栓(9)將墊圈(5)和蓋板(6)依次壓緊在柔性復(fù)合內(nèi)襯(2)上，蓋板(6)上設(shè)有安裝通孔，安裝通孔一端與水嘴(7)連通，蓋板(6)下表面曲率與試塊(I)的上表面曲率相同。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種復(fù)合內(nèi)襯材料抗剝離強(qiáng)度的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)裝置，包括試塊，一面設(shè)置有樹脂粘結(jié)劑層且另一面設(shè)置有不透水膜的柔性復(fù)合內(nèi)襯，柔性復(fù)合內(nèi)襯的樹脂粘結(jié)劑層與試塊的上表面粘連，試塊上設(shè)置有貫穿試塊的上表面和下表面的通孔，通孔靠近試塊的下表面的一端設(shè)置有螺紋水嘴，通孔靠近試塊的上表面的一端設(shè)置有槽孔。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，可靈活地在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)改變不同的試塊、槽孔形狀和尺寸、柔性內(nèi)襯結(jié)構(gòu)、樹脂配方、固化條件、試驗(yàn)壓力等，真實(shí)模擬內(nèi)襯層的實(shí)際固化過程和固化后粘結(jié)于試塊上的內(nèi)襯層抗外水壓力的實(shí)際受力情況，測試出內(nèi)襯層的抗外水壓力極限值。
文檔編號(hào)G01N19/04GK202661365SQ201220256978
公開日2013年1月9日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者諶偉寧 申請人:湖北省水利水電規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)院