專(zhuān)利名稱(chēng):纖維增強(qiáng)塑料筋材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
纖維增強(qiáng)塑料(以下簡(jiǎn)稱(chēng)FRP)筋材,屬于對(duì)原有FRP筋材的改進(jìn)。
背景技術(shù):
傳統(tǒng)的FRP筋材,是以纖維粗紗為芯層,浸漬基體樹(shù)脂后經(jīng)擠拉成型制得。它具有輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、低導(dǎo)電、可設(shè)計(jì)性、與混凝土的線膨脹系數(shù)相近等優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)已逐步取代鋼筋用來(lái)增強(qiáng)混凝土,廣泛用于嚴(yán)酷環(huán)境中的建筑物,如海工結(jié)構(gòu)、使用防凍劑的停車(chē)場(chǎng)及橋梁等等。在這些工程中,F(xiàn)RP筋材與混凝土的粘結(jié)性能或稱(chēng)之為與混凝土的握裹力,作為一項(xiàng)重要的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)倍受關(guān)注。所以為了提高FRP筋材與混凝土的握裹力,常在纖維增強(qiáng)塑料筋材所浸漬的基體樹(shù)脂固化前,通過(guò)粘砂機(jī)在筋材表面均勻粘上一層砂粒,以增加筋材表面的粗糙度。但是,在一定載荷作用下,砂粒往往會(huì)從其與FRP筋材的粘結(jié)界面脫落,從而導(dǎo)致FRP筋材與混凝土的握裹力降低,砂粒與筋材的粘結(jié)發(fā)生非預(yù)期性破壞,從而大大降低增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的使用壽命。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述存在的問(wèn)題,本實(shí)用新型提出一種結(jié)構(gòu)新穎的纖維增強(qiáng)塑料筋材,可有效地增加芯層外表的粗糙度,提高與混凝土的握裹力,從而提高增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的使用壽命。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是提供一種纖維增強(qiáng)塑料筋材,包括纖維增強(qiáng)塑料芯層和纖維增強(qiáng)塑料筋材所浸漬的基體樹(shù)脂,在它的芯層外周面,軸向包裹著玻璃纖維膨體紗增強(qiáng)塑料包層。
芯層中的纖維為以下類(lèi)型之一1)碳纖維;2)無(wú)堿玻璃纖維;3)高強(qiáng)度玻璃纖維;4)芳綸纖維;5)兩種或兩種以上的任意組合,其纖維體積含量為40%-70%。選用以上類(lèi)型之一的纖維,主要是利用其拉伸強(qiáng)度高的特點(diǎn),提供纖維增強(qiáng)塑料筋材的力學(xué)強(qiáng)度,滿足使用過(guò)程中的強(qiáng)度要求。
包層中的纖維為以下類(lèi)型之一1)高強(qiáng)度玻璃纖維膨體紗;2)無(wú)堿玻璃纖維膨體紗;3)上述兩種的組合,其纖維體積含量為30%-60%。
在芯層外周面,軸向包裹的玻璃纖維膨體紗增強(qiáng)塑料包層,是利用了膨體紗的毛糙的表面,增加纖維增強(qiáng)塑料筋材的表面粗糙度,提高與混凝土的握裹力,從而提高了增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的使用壽命。
纖維增強(qiáng)塑料筋材所浸漬的基體樹(shù)脂為熱固性樹(shù)脂,可以為以下類(lèi)型之一1)環(huán)氧樹(shù)脂;2)環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂;3)不飽和聚酯樹(shù)脂。
在筋材包層外表面還可具有螺旋狀的凹凸?fàn)钭冃巍?br>
眾所周知,玻璃纖維膨體紗是連續(xù)玻璃纖維紗,在高壓氣流作用下使其被膨化(變形)而成的蓬松的玻璃纖維紗。它不但保留了普通玻璃纖維的一般性能,而且兼?zhèn)溥B續(xù)玻璃纖維的強(qiáng)度和短纖維的蓬松性,采用本實(shí)用新型制得的纖維增強(qiáng)塑料筋材,由于在在芯層外周面,軸向包裹有玻璃纖維膨體紗增強(qiáng)塑料包層,因此它可有效地增加了纖維增強(qiáng)塑料筋材芯層外表的粗糙度,提高了與混凝土的握裹力,從而提高了增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的使用壽命。
圖1為本實(shí)用新型所述的纖維增強(qiáng)塑料筋材的剖面示意圖圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中纖維增強(qiáng)塑料筋材的制造工藝示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1制備一種φ9.5的FRP筋材芯層1的纖維采用1200TEX的無(wú)堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗,包層2的纖維采用1200TEX的無(wú)堿玻璃纖維膨體紗,基體樹(shù)脂采用環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂。通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備(見(jiàn)圖2)及其拉擠-纏繞一次成型工藝制備出該FRP筋材。其制造過(guò)程如下1、在紗架6上排布芯層1的纖維紗及包層2的膨體紗團(tuán);2、紗線分別從紗架6上引出到集紗器5上,包層2的膨體紗被排布在芯層1的纖維紗的周?chē)?、在牽引機(jī)7的作用下,芯層1的纖維紗和包層2的膨體紗進(jìn)入浸膠槽8浸膠;
4、浸膠后,芯層1的纖維紗和包層2的膨體紗被引到預(yù)成型模具3處,進(jìn)行重新排布,包層2的膨體紗呈周向均勻排布在預(yù)成型模具3的中心芯孔9周?chē)?,其直徑為?.0,芯層1的纖維紗引入預(yù)成型模具3的中心芯孔9,該芯孔9的直徑大小可控制芯層的纖維體積含量約為40%,其計(jì)算方法為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所掌握的,不作具體介紹;5、經(jīng)預(yù)成型排布后,芯層1的纖維紗和包層2的膨體紗在牽引機(jī)7的作用下全部進(jìn)入φ9.5的另一預(yù)成型模具4的中心孔10,形成膠浸的纖維束,該預(yù)成型模具4的中心孔10直徑可控制包層纖維體積含量約為30%,其計(jì)算方法為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所掌握的,不作具體介紹;6、膠浸的纖維束通過(guò)纏繞機(jī)11并進(jìn)行表面纏繞螺旋變形,形成螺旋狀的凹凸變形,最后通過(guò)加熱裝置12進(jìn)行固化成型,獲得產(chǎn)品。
實(shí)施例2制造一種φ12.7FRP筋材本實(shí)施例中的芯層1的纖維采用1200TEX的無(wú)堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗和800TEX碳纖維紗,無(wú)堿玻璃纖維無(wú)捻粗紗和碳纖維紗的體積比為2∶1。包層2的纖維采用1200TEX的高強(qiáng)玻璃纖維膨體紗,基體樹(shù)脂采用不飽和聚酯樹(shù)脂。通過(guò)拉擠-纏繞一次成型工藝及其專(zhuān)用設(shè)備制備FRP筋材,其制造過(guò)程同上,所不同之處在于預(yù)成型模具3中心芯孔9,其直徑為φ9.0。該中心芯孔9的直徑可控制芯層的纖維體積含量約為70%,另一個(gè)預(yù)成型模具4的中心孔10,其直徑為φ12.7,該預(yù)成型模具的中心孔10的直徑可控制包層纖維體積含量約為60%。
權(quán)利要求1.纖維增強(qiáng)塑料筋材,包括纖維增強(qiáng)塑料芯層(1)和纖維增強(qiáng)塑料筋材所浸漬的基體樹(shù)脂,其特征在于在芯層(1)外周面,軸向包裹有玻璃纖維膨體紗增強(qiáng)塑料包層(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維塑料增強(qiáng)筋材,其特征在于芯層(1)中的纖維為以下類(lèi)型之一1)碳纖維;2)無(wú)堿玻璃纖維;3)高強(qiáng)度玻璃纖維;4)芳綸纖維;5)兩種或兩種以上的任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的纖維塑料增強(qiáng)筋材,其特征在于芯層(1)中的纖維體積含量為40%-70%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維塑料增強(qiáng)筋材,其特征在于包層(2)中的纖維為以下類(lèi)型之一1)高強(qiáng)度玻璃纖維膨體紗;2)無(wú)堿玻璃纖維膨體紗;3)上述兩種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的纖維塑料增強(qiáng)筋材,其特征在于包層(2)中的纖維體積含量為30%-60%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)塑料筋材,其特征在于,纖維增強(qiáng)塑料筋材所浸漬的基體樹(shù)脂為熱固性樹(shù)脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的纖維增強(qiáng)塑料筋材,其特征在于,纖維增強(qiáng)塑料筋材所浸漬的熱固性樹(shù)脂為以下類(lèi)型之一1)環(huán)氧樹(shù)脂;2)環(huán)氧乙烯基酯樹(shù)脂;3)不飽和聚酯樹(shù)脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維增強(qiáng)塑料筋材,其特征在于在筋材包層(2)外表面具有螺旋狀的凹凸?fàn)钭冃巍?br>
專(zhuān)利摘要纖維增強(qiáng)塑料(以下簡(jiǎn)稱(chēng)FRP)筋材,屬于對(duì)原有FRP筋材的改進(jìn)。它提供一種纖維增強(qiáng)塑料筋材,包括FRP芯層和FRP筋材所浸漬的基體樹(shù)脂,在它的芯層外周面,軸向包裹著玻璃纖維膨體紗增強(qiáng)塑料包層。采用本實(shí)用新型制得的纖維增強(qiáng)塑料筋材,由于在芯層外周面,軸向包裹有玻璃纖維膨體紗增強(qiáng)塑料包層,因此它可有效地增加了纖維增強(qiáng)塑料筋材芯層外表的粗糙度,提高了與混凝土的握裹力,從而提高了增強(qiáng)混凝土構(gòu)件的使用壽命??扇〈摻钣脕?lái)增強(qiáng)混凝土,廣泛用于嚴(yán)酷環(huán)境中的建筑物,如海工結(jié)構(gòu)、使用防凍劑的停車(chē)場(chǎng)及橋梁等等。
文檔編號(hào)E04C5/02GK2934433SQ20062007743
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者趙謙, 黃建洧, 戴方畢, 夏濤, 王南, 楊中平, 李若谷 申請(qǐng)人:中材科技股份有限公司