混凝土結(jié)構(gòu)表面涂層抗裂縫疲勞試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)備

疲勞試驗(yàn)機(jī)：可施加穩(wěn)定周期性荷載，能調(diào)節(jié)荷載頻率、幅度和波形，如液壓伺服疲勞試驗(yàn)機(jī)，加載精度控制在 ±1% 以內(nèi)。

裂縫觀測設(shè)備：高精度顯微鏡分辨率至少達(dá) 0.01mm，數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）測量系統(tǒng)測量精度在 0.02mm 以內(nèi)。

試件固定裝置：特制夾具或錨固裝置，確?；炷猎嚰€(wěn)定牢固。

試件制備

混凝土試件：制作如 100mm×100mm×500mm 的混凝土棱柱體試件，確定混凝土配合比保證每組試件一致性，預(yù)留涂層施工區(qū)域并防護(hù)。

表面涂層施工：混凝土試件養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期后，按涂層產(chǎn)品說明書在預(yù)留區(qū)域均勻涂抹涂層材料，用濕膜厚度規(guī)測量控制，使涂層厚度在設(shè)計(jì)厚度的 ±5% 范圍內(nèi)。

試驗(yàn)步驟

試件安裝：將涂覆好涂層的混凝土試件安裝在疲勞試驗(yàn)機(jī)上，使加載軸線與試件中心軸線重合，安裝并校準(zhǔn)裂縫觀測設(shè)備。

預(yù)加載：荷載值為預(yù)計(jì)疲勞荷載上限的 10%-20%，循環(huán) 5-10 次，消除試件安裝間隙和初始缺陷影響，預(yù)加載后再次檢查和校準(zhǔn)裂縫觀測設(shè)備。

疲勞加載：上限取混凝土極限荷載的 40%-60%，下限取上限的 10%-20%，加載波形采用正弦波，頻率 5Hz-10Hz，開啟裂縫觀測設(shè)備記錄初始狀態(tài)。

數(shù)據(jù)采集：每隔 1000 次循環(huán)記錄一次荷載、位移、裂縫寬度和長度等數(shù)據(jù)，關(guān)注涂層表面裂縫萌生、擴(kuò)展以及涂層與混凝土界面的剝離情況。

試驗(yàn)結(jié)果評定

裂縫寬度控制指標(biāo)：設(shè)定允許的最大裂縫寬度限值，如一般防護(hù)涂層為 0.2mm，高性能防護(hù)涂層為 0.1mm。

涂層剝落情況：觀察涂層剝落面積和程度，剝落面積超過試件涂層總面積 10%，判定涂層抗疲勞性能不合格。

疲勞壽命：記錄試件從開始加載到達(dá)到裂縫寬度控制指標(biāo)或涂層剝落指標(biāo)時(shí)的疲勞循環(huán)次數(shù)，以此評價(jià)涂層抗裂縫疲勞壽命。

混凝土表面涂層覆蓋裂縫能力測定方法

試驗(yàn)設(shè)備

混凝土試件模具：制作標(biāo)準(zhǔn)尺寸的混凝土試件。

裂縫制造裝置：如楔形劈裂裝置，用于在混凝土試件表面制造寬度可控的裂縫。

涂層涂刷工具：刷子、噴槍等。

加載設(shè)備：萬能材料試驗(yàn)機(jī)。

顯微鏡或裂縫寬度測量儀：測量混凝土表面裂縫寬度以及涂層開裂后的裂縫寬度變化。

試件制備與試驗(yàn)步驟

試件處理：養(yǎng)護(hù)期滿后，取出混凝土試件，對試件表面進(jìn)行處理，使其平整、干燥。

制造人工裂縫：使用裂縫制造裝置在混凝土試件表面制造 0.1-0.5mm 的裂縫，測量并記錄裂縫的寬度、長度和位置等參數(shù)。

涂刷涂層：將待測的混凝土表面涂層按照產(chǎn)品說明書規(guī)定的方法和厚度均勻涂刷在帶有裂縫的混凝土試件表面，在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下養(yǎng)護(hù) 7 天。

加載測試：將養(yǎng)護(hù)好的帶有涂層的混凝土試件放置在萬能材料試驗(yàn)機(jī)上，采用三點(diǎn)彎曲或四點(diǎn)彎曲的加載方式，加載速率一般控制在 0.05-0.1MPa/s，使用顯微鏡或裂縫寬度測量儀實(shí)時(shí)觀察涂層表面裂縫的變化情況，并記錄涂層開裂時(shí)的荷載值以及裂縫寬度。

數(shù)據(jù)處理與結(jié)果評定

記錄涂層開裂時(shí)的荷載值和對應(yīng)的裂縫寬度，以及未涂刷涂層的混凝土試件在相同加載條件下裂縫寬度達(dá)到時(shí)的荷載值。

計(jì)算涂層覆蓋裂縫能力指數(shù)。

根據(jù)涂層覆蓋裂縫能力指數(shù) η 對涂層覆蓋裂縫的能力進(jìn)行評定。

杯突試驗(yàn)

試驗(yàn)設(shè)備：杯突試驗(yàn)儀，頭部配備球形沖頭。

試驗(yàn)步驟：根據(jù) GB/T 9753 標(biāo)準(zhǔn)，在杯突試驗(yàn)機(jī)上將試板固定，使其表面朝外，然后以 0.1-0.3mm/s 的恒速度將沖頭推向試板，直到涂層出現(xiàn)開裂或涂層從底材脫落為止。

試驗(yàn)結(jié)果評定：結(jié)果以毫米表示，即沖頭壓入涂層的深度，以此評估涂層的抗開裂性能。