一種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝，屬于土木工程材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]經(jīng)過近150多年的發(fā)展，鋼筋混凝土已成為工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最為廣泛的一種建筑材料，但伴隨著也逐漸暴露出其使用環(huán)境的局限性與材料自身的缺陷性等相關(guān)弊端。材料缺陷性主要體現(xiàn)在以鋼筋銹蝕為主的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)失效問題上，尤其是處在沿海及嚴(yán)寒霜凍地區(qū)，主要以撒鹽除冰后鋼筋的氯化腐蝕，結(jié)構(gòu)中鋼筋的銹蝕問題更嚴(yán)重，它嚴(yán)重影響了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，縮短了建筑物的正常使用壽命，而用于修復(fù)和維護(hù)因鋼筋銹蝕所出現(xiàn)問題的結(jié)構(gòu)上所花費(fèi)的資金甚至?xí)^結(jié)構(gòu)本身的造價(jià)。使用環(huán)境的局限性主要指在一些特種結(jié)構(gòu)中，如防靜電、防化學(xué)腐蝕結(jié)構(gòu)，普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就無法應(yīng)對。因此，在綜合分析以上問題的根源后，急需采用一種新材料來代替普通鋼筋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝，在經(jīng)多方試驗(yàn)研宄后，纖維增強(qiáng)塑料筋孕育而生，從而能有效解決上述問題。
[0004]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝，步驟一:碳纖維筋與配套錨具的連接制作，將碳纖維筋與此配套錨具相連接時(shí)的施工工序流程主要為:錨具清洗一調(diào)配環(huán)氧砂漿一灌錨一養(yǎng)護(hù)；步驟二:CFRP-PCPs的制作；步驟三:采用液壓千斤頂對已就位好的CFRP筋進(jìn)行張拉；步驟四:張拉完畢后，敲緊張拉端的固定螺母，待張拉應(yīng)變讀數(shù)儀數(shù)值穩(wěn)定后將攪拌好的UHPC混凝土及時(shí)澆筑于復(fù)合筋模具盒內(nèi)，且澆筑前應(yīng)在模具盒內(nèi)壁四周刷油以便于日后拆模，澆筑過程使用彎好的鋼筋對UHPC混凝土進(jìn)行振搗以確保澆筑密實(shí)；步驟五:將已澆筑成型的CFRP-PCPs復(fù)合筋表面覆蓋上塑料膜澆水養(yǎng)護(hù)至15天后進(jìn)行放張，同時(shí)記錄放張前后的CFRP筋應(yīng)變值。
[0005]其中，步驟二中將兩端灌漿養(yǎng)護(hù)好的CFRP筋固定在張拉控制臺上并安放在復(fù)合筋鋼模盒內(nèi)，鋼模盒的尺寸由復(fù)合筋設(shè)計(jì)尺寸決定，對中完畢后將CFRP筋兩端錨具的螺栓通過鋼墊板與張拉臺擰緊固定，并將預(yù)先在CFRP筋測點(diǎn)處粘貼好的應(yīng)變片與導(dǎo)線連接后接入靜態(tài)應(yīng)變測量箱內(nèi)，用于全程測量記錄張拉和放張時(shí)CFRP筋的應(yīng)變；其中，應(yīng)變片采用5_X3_的膠基電阻應(yīng)變片，分別布置在各段CFRP筋的跨中、跨中兩側(cè)及兩端處。
[0006]其中，步驟三張拉時(shí)采用一端分級張拉的方法，共采用五級張拉制，并記錄每級張拉穩(wěn)定后的CFRP筋應(yīng)變值和千斤頂?shù)纳扉L值；為減小預(yù)應(yīng)力損失對張拉有效預(yù)應(yīng)力值的影響，在達(dá)到1.0s_后進(jìn)行一定程度的超張拉，超張拉值為10~15%的s _，s_為張拉控制應(yīng)力。
[0007]本發(fā)明涉及的這種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝，材料自身具有較高的比強(qiáng)度，為普通鋼筋的10~15倍，比強(qiáng)度等于材料強(qiáng)度與其表觀密度之比、耐疲勞、耐腐蝕、電磁絕緣性、熱傳導(dǎo)系數(shù)低、自診斷性能好等優(yōu)點(diǎn)。因此相對于普通鋼筋，F(xiàn)RP筋在結(jié)構(gòu)中使用時(shí)可改善構(gòu)件的耐久性，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，并適合運(yùn)用在有特殊要求的結(jié)構(gòu)中，且易于進(jìn)行后期的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測與診斷。
【具體實(shí)施方式】
[0008]一種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝，步驟一:碳纖維筋與配套錨具的連接制作，將碳纖維筋與此配套錨具相連接時(shí)的施工工序流程主要為:錨具清洗一調(diào)配環(huán)氧砂漿一灌錨一養(yǎng)護(hù)；步驟二:CFRP-PCPs的制作；步驟三:采用液壓千斤頂對已就位好的CFRP筋進(jìn)行張拉；步驟四:張拉完畢后，敲緊張拉端的固定螺母，待張拉應(yīng)變讀數(shù)儀數(shù)值穩(wěn)定后將攪拌好的UHPC混凝土及時(shí)澆筑于復(fù)合筋模具盒內(nèi)，且澆筑前應(yīng)在模具盒內(nèi)壁四周刷油以便于日后拆模，澆筑過程使用彎好的鋼筋對UHPC混凝土進(jìn)行振搗以確保澆筑密實(shí)；步驟五:將已澆筑成型的CFRP-PCPs復(fù)合筋表面覆蓋上塑料膜澆水養(yǎng)護(hù)至15天后進(jìn)行放張，同時(shí)記錄放張前后的CFRP筋應(yīng)變值。
[0009]其中，步驟二中將兩端灌漿養(yǎng)護(hù)好的CFRP筋固定在張拉控制臺上并安放在復(fù)合筋鋼模盒內(nèi)，鋼模盒的尺寸由復(fù)合筋設(shè)計(jì)尺寸決定，對中完畢后將CFRP筋兩端錨具的螺栓通過鋼墊板與張拉臺擰緊固定，并將預(yù)先在CFRP筋測點(diǎn)處粘貼好的應(yīng)變片與導(dǎo)線連接后接入靜態(tài)應(yīng)變測量箱內(nèi)，用于全程測量記錄張拉和放張時(shí)CFRP筋的應(yīng)變；其中，應(yīng)變片采用5_X3_的膠基電阻應(yīng)變片，分別布置在各段CFRP筋的跨中、跨中兩側(cè)及兩端處。
[0010]其中，步驟三張拉時(shí)采用一端分級張拉的方法，共采用五級張拉制，并記錄每級張拉穩(wěn)定后的CFRP筋應(yīng)變值和千斤頂?shù)纳扉L值；為減小預(yù)應(yīng)力損失對張拉有效預(yù)應(yīng)力值的影響，在達(dá)到1.0s_后進(jìn)行一定程度的超張拉，超張拉值為10~15%的s _，s_為張拉控制應(yīng)力。
[0011]如果注膠不充分就會在CFRP筋與套筒內(nèi)壁間留下空洞，從而造成粘結(jié)應(yīng)力傳遞的間斷影響粘結(jié)力的提高，并引起張拉CFRP筋時(shí)的脫錨現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象引發(fā)CFRP筋在張拉過程中的脆斷等安全問題。通過試驗(yàn)，當(dāng)采取如下的灌漿步驟時(shí)所取得后期粘結(jié)性能較好:
O使用酒精棉球?qū)μ间撎淄矁?nèi)部的油污進(jìn)行清洗，以增強(qiáng)套筒端錨的內(nèi)部接觸面與CFRP筋的粘結(jié)力；
2)用酒精將CFRP筋的表面進(jìn)行擦洗，以保證CFRP筋基材表面清潔、干燥(基材的最大含水率為4%)。；
3)擰緊碳鋼套筒一端的堵頭，將配置好的環(huán)氧砂漿緩慢注入套筒內(nèi)，并不時(shí)攪拌以排出筒內(nèi)空氣；
4)將清洗過的碳筋垂直緩慢插入碳鋼套筒內(nèi)并旋轉(zhuǎn)進(jìn)入底部；
5)擰好固定碳筋的夾頭，將灌好的一端垂直固定并養(yǎng)護(hù)；對在灌漿過程中灑落在錨具表面的環(huán)氧砂漿填料及時(shí)進(jìn)行清理，以避免對后續(xù)錨具張拉操作的影響。
[0012]本發(fā)明所述的【具體實(shí)施方式】并不構(gòu)成對本申請范圍的限制，凡是在本發(fā)明構(gòu)思的精神和原則之內(nèi)，本領(lǐng)域的專業(yè)人員能夠作出的任何修改、等同替換和改進(jìn)等均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝，其特征在于，步驟一:碳纖維筋與配套錨具的連接制作，將碳纖維筋與此配套錨具相連接時(shí)的施工工序流程主要為:錨具清洗一調(diào)配環(huán)氧砂漿一灌錨一養(yǎng)護(hù)；步驟二:CFRP-PCPs的制作；步驟三:采用液壓千斤頂對已就位好的CFRP筋進(jìn)行張拉；步驟四:張拉完畢后，敲緊張拉端的固定螺母，待張拉應(yīng)變讀數(shù)儀數(shù)值穩(wěn)定后將攪拌好的UHPC混凝土及時(shí)澆筑于復(fù)合筋模具盒內(nèi)，且澆筑前應(yīng)在模具盒內(nèi)壁四周刷油以便于日后拆模，澆筑過程使用彎好的鋼筋對UHPC混凝土進(jìn)行振搗以確保澆筑密實(shí)；步驟五:將已澆筑成型的CFRP-PCPs復(fù)合筋表面覆蓋上塑料膜澆水養(yǎng)護(hù)至15天后進(jìn)行放張，同時(shí)記錄放張前后的CFRP筋應(yīng)變值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝，其特征在于，步驟二中將兩端灌漿養(yǎng)護(hù)好的CFRP筋固定在張拉控制臺上并安放在復(fù)合筋鋼模盒內(nèi)，鋼模盒的尺寸由復(fù)合筋設(shè)計(jì)尺寸決定，對中完畢后將CFRP筋兩端錨具的螺栓通過鋼墊板與張拉臺擰緊固定，并將預(yù)先在CFRP筋測點(diǎn)處粘貼好的應(yīng)變片與導(dǎo)線連接后接入靜態(tài)應(yīng)變測量箱內(nèi)，用于全程測量記錄張拉和放張時(shí)CFRP筋的應(yīng)變；其中，應(yīng)變片采用5_X3_的膠基電阻應(yīng)變片，分別布置在各段CFRP筋的跨中、跨中兩側(cè)及兩端處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝，其特征在于，步驟三張拉時(shí)采用一端分級張拉的方法，共采用五級張拉制，并記錄每級張拉穩(wěn)定后的CFRP筋應(yīng)變值和千斤頂?shù)纳扉L值；為減小預(yù)應(yīng)力損失對張拉有效預(yù)應(yīng)力值的影響，在達(dá)到1.08_后進(jìn)行一定程度的超張拉，超張拉值為10~15%的s_，s_為張拉控制應(yīng)力。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝，一：碳纖維筋與配套錨具的連接制作，工序?yàn)椋哄^具清洗→調(diào)配環(huán)氧砂漿→灌錨→養(yǎng)護(hù)；二：CFRP-PCPs筋的制作；三：采用液壓千斤頂對已就位好的CFRP筋進(jìn)行張拉；四：張拉完畢后，敲緊張拉端的固定螺母，待張拉應(yīng)變讀數(shù)儀數(shù)值穩(wěn)定后將攪拌好的UHPC混凝土及時(shí)澆筑于復(fù)合筋模具盒內(nèi)；五：將已澆筑成型的CFRP-PCPs復(fù)合筋表面覆蓋上塑料膜澆水養(yǎng)護(hù)至15天后進(jìn)行放張。本發(fā)明涉及的這種碳纖維復(fù)合筋的制備工藝，工藝簡單，該復(fù)合筋為普通鋼筋的10~15倍，比強(qiáng)度等于材料強(qiáng)度與其表觀密度之比、耐疲勞、耐腐蝕、電磁絕緣性、熱傳導(dǎo)系數(shù)低、自診斷性能好。
【IPC分類】E04G21-12
【公開號】CN104612406
【申請?zhí)枴緾N201410759835
【發(fā)明人】張鵬, 劉聞冰
【申請人】廣西科技大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月12日