預應力碳纖維增強塑料板材的錨具及其制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具及其制作方法。
【背景技術】
[0002]當建筑結構在正常使用狀態(tài)下長期暴露在環(huán)境中，結構的老化問題使其承載能力下降，裂紋增多。因此，對結構進行加固與修復的工作迫在眉睫，一般可采用增大構件的截面尺寸、增加必要的輔助構件甚至通過改變結構體系以達到加固與修復的目的。
[0003]碳纖維增強塑料板材以其輕質高強、耐腐蝕性能優(yōu)越、耐疲勞性能強等優(yōu)勢而逐漸的在土木工程領域被廣泛的采用。對于一般的碳纖維板材的拉伸強度可達到2000-3000MPa，相當于普通鋼材強度的7-10倍左右。因此，更多的應用集中于充分的利用碳纖維板材的拉伸性能對老化的結構進行修復和加固。
[0004]預應力碳纖維板材以施加一定的預應力，來提高結構的開裂荷載、屈服荷載、極限荷載，控制結構的撓度和變形，極大的改善了結構在正常使用狀態(tài)下的裂紋的寬度，對鋼筋的銹蝕和結構的耐久性能起到十分積極的作用。
[0005]目前申請的有關CFRP板材的錨具和錨固方法的專利一般采用夾片式來對CFRP板材進行夾持，這類方法往往導致CFRP板材在拉伸過程中受到剪切作用而失效。還有一種是波形錨具，但此類錨具的夾持厚度受到限制，且也易在張拉過程中受剪破壞。另一類壓片錨具雖然能克服CFRP板材在張拉過程中的受剪破壞的問題。然而，此類錨具在長期環(huán)境侵蝕下錨具內部的壓片會發(fā)生銹蝕作用，另一方面在長期動荷載作用下錨具內部的連接件之間會發(fā)生松動，從而造成預應力損失。

【發(fā)明內容】

[0006]基于以上不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具及其制作方法。
[0007]本發(fā)明采用的技術方案如下:一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具，包括用于夾持板材的上、下兩塊鋼板，上、下兩塊鋼板之間開有多個楔形溝槽，楔形溝槽表面均勻涂抹有脫模劑，然后溝槽內填充有環(huán)氧樹脂，上、下兩塊鋼板之間通過錨固螺栓鎖緊，將板材沿著表面溝槽緩緩的從兩塊鋼板的一端插入到另一端，待環(huán)氧樹脂完全固化之后，通過錨固螺栓錨固到需要加固的混凝土構件上。
[0008]本發(fā)明還具有如下技術特征:
[0009]1.上、下兩塊鋼板之間基本沒有間隙，防止填充環(huán)氧樹脂的從鋼板中外溢。
[0010]2.楔形溝槽在寬度和厚度的尺寸方向應比板材大2-3_。
[0011]3.板材表面要進行正或負45度方向進行打磨，增強其與環(huán)氧樹脂之間的粘結性會K。
[0012]4.在板材插入鋼板后，在插入端沿著表面溝槽的寬度和厚度方向設置墊片，保證板材位于溝槽的中心。
[0013]5.在上下兩塊鋼板接觸處表面纏繞2-3層膠帶，保證膠帶平整的粘到鋼板表面，防止鋼板內部環(huán)氧樹脂的漏出。
[0014]6、按如上所述方法制作的一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016](I)鋼板內部溝槽填充的環(huán)氧樹脂緊緊和碳纖維板材粘結在一起，通過使用脫模劑，而使得兩者在拉伸過程中脫離鋼板而獨自成為一個整體共同受力，同時鋼板提供給兩者反力作用，以使得整個錨固系統(tǒng)在拉伸過程中形成自鎖結構。
[0017](2)內部填充的環(huán)氧樹脂密實、均勻的分布在溝槽里面并與碳纖維緊緊的粘結在一起，一方面使得碳纖維板材在拉伸荷載下受力均勻可靠，另一方面，錨具內部處于封閉環(huán)境，具有很好的耐環(huán)境侵蝕，可以進行長期使用。
[0018](3)相對于其他的壓片或夾片錨固系統(tǒng)，本錨固系統(tǒng)內部填充的環(huán)氧樹脂具有很好的延性和變形能力，使得此錨固系統(tǒng)在長期動荷載作用下錨具內部的不會松動，進而不會造成預應力損失現(xiàn)象，保證了長期使用的可靠性。
[0019](4)綜上所述，本發(fā)明設計簡單、傳力合理、可靠、穩(wěn)定性很好。具有高效的錨固性能，可以將碳纖維板材拉伸至爆裂而不會產生板材滑移或錨具內板材破壞的現(xiàn)象。同時通過在板材的插入端設置小型墊片而很好的避免了板材的偏心受力問題。
【附圖說明】
[0020]圖1為碳纖維增強塑料板材的錨具的側視結構示意圖；
[0021 ]圖2為碳纖維增強塑料板材的錨具的俯視結構示意圖；
[0022 ]圖中:1、鋼板，2、環(huán)氧樹脂，3、楔形溝槽，4、錨固螺栓。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0024]實施例1
[0025]如圖1-2所示，制作方法如下:將CFRP試樣沿著±45度的方向進行打磨，打磨完畢之后用丙酮將表面進行清洗干凈；用丙酮進行清洗鋼板外表面及溝槽的內表面2-3次，使得灰塵和雜質全部被清洗干凈;在鋼板的楔形溝槽內部均勻的涂抹脫模劑，其厚度應保持適中；將配好的環(huán)氧樹脂緩緩的倒入兩塊鋼板的楔形溝槽內部，使得溝槽飽滿、均勻;將其中的一塊鋼板迅速的蓋到另一塊鋼板上，此動作速度應敏捷，以防止鋼板溝槽內部的環(huán)氧樹脂灑落;用膠帶沿著兩塊鋼板的縫隙處進行纏繞2-3圈，以防止鋼板內部環(huán)氧樹脂的漏出；用扳手將鋼板上的螺栓擰緊；用壁紙刀將CFRP板材的入口處的膠帶切斷，并將CFRP板材緩緩的插入鋼板中，此過程溢出的環(huán)氧樹脂及時的清理干凈;在鋼板的插入口處放置小墊片同時用膠帶將CFRP板固定在鋼板的中心位置，以保證CFRP板的粘結長度和粘結可靠性。其中螺栓的直徑為16-20mm，并保證螺栓孔的中心位于一條直線上。楔形溝槽在寬度及厚度的尺寸方向應比板材大2-3_。
[0026]本發(fā)明充分利用CFRP板材與環(huán)氧樹脂之間的粘結性能，將CFRP承受的外部拉伸荷載通過環(huán)氧樹脂均勻的傳遞到鋼板上，以達到自鎖的狀態(tài)。同時應用環(huán)氧樹脂和鋼板溝槽之間的摩擦給整個錨固系統(tǒng)提供摩擦阻力。對于延性很好的環(huán)氧樹脂對CFRP板材進行密實的包裹并共同受力，因此，不會對板材造成剪切破壞。
【主權項】
1.一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具的制作方法，包括用于夾持板材的上、下兩塊鋼板，其特征在于，方法如下:上、下兩塊鋼板之間開有多個楔形溝槽，楔形溝槽表面均勻涂抹有脫模劑，然后溝槽內填充有環(huán)氧樹脂，上、下兩塊鋼板之間通過錨固螺栓鎖緊，將板材沿著表面溝槽緩緩的從兩塊鋼板的一端插入到另一端，待環(huán)氧樹脂完全固化之后，通過錨固螺栓錨固到需要加固的混凝土構件上。2.根據(jù)權利要求1所述的一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具的制作方法，其特征在于:上、下兩塊鋼板之間基本沒有間隙，防止填充環(huán)氧樹脂的從鋼板中外溢。3.根據(jù)權利要求1所述的一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具的制作方法，其特征在于:楔形溝槽在寬度及厚度的尺寸方向應比板材大2-3_。4.根據(jù)權利要求1所述的一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具的制作方法，其特征在于:板材表面要進行正或負45度方向進行打磨，增強其與環(huán)氧樹脂之間的粘結性能。5.根據(jù)權利要求1所述的一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具的制作方法，其特征在于:在板材插入鋼板后，在插入端沿著表面溝槽的寬度和厚度方向設置墊片，保證板材位于溝槽的中心。6.根據(jù)權利要求1所述的一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具的制作方法，其特征在于:在上下兩塊鋼板接觸處表面纏繞2-3層膠帶，保證膠帶平整的粘到鋼板表面，防止鋼板內部環(huán)氧樹脂的漏出。7.根據(jù)權利要求1-6任一項所述的一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具的制作方法制作的一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具及其制作方法，包括用于夾持板材的上、下兩塊鋼板，方法如下：上、下兩塊鋼板之間開有多個楔形溝槽，楔形溝槽表面均勻涂抹有脫模劑，然后溝槽內填充有環(huán)氧樹脂，上、下兩塊鋼板之間通過錨固螺栓鎖緊，將板材沿著表面溝槽緩緩的從兩塊鋼板的一端插入到另一端，待環(huán)氧樹脂完全固化之后，通過錨固螺栓錨固到需要加固的混凝土構件上。按如上所述方法制作的一種預應力碳纖維增強塑料板材的錨具。本發(fā)明設計簡單、傳力合理、可靠、穩(wěn)定性很好。具有高效的錨固性能，可以將碳纖維板材拉伸至爆裂而不會產生板材滑移或錨具內板材破壞的現(xiàn)象。
【IPC分類】E04C5/12
【公開號】CN105544870
【申請?zhí)枴緾N201510938715
【發(fā)明人】咸貴軍, 李承高
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月11日