復合高強度錨索的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種錨索，尤其是一種復合高強度錨索。本發(fā)明提供了一種耐腐蝕的復合高強度錨索，包括主筋、填充層和包裹層，所述填充層包裹在主筋上，所述包裹層包裹在填充層上；所述主筋由高強度無機纖維、高強度高分子纖維或者二者結合構成；所述填充層由無機礦物纖維構成；所述主筋的纖維與填充層的纖維通過膠結材料膠結為一體。采用了主筋作為主要受力部件，填充層的纖維作為輔助受力部件，并使主筋與填充層的纖維膠結為一體，因此在張拉時可以保證錨索整體受力，解決了纖維之間松散結構的問題。這樣的錨索在體積上與原有的鋼錨索可以相同，從而不會改變原有的施工工藝和零部件。
【專利說明】復合高強度錨索
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種錨索，尤其是一種復合高強度錨索。
【背景技術】
[0002]由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面，把一端(錨桿)錨固在堅硬的巖層中(稱內錨頭)，然后在另一個自由端(稱外錨頭)進行張拉，從而對巖層施加壓力對不穩(wěn)定巖體進行錨固，這種方法稱預應力錨索，簡稱錨索，國內應用較多，如長江南岸鏈子崖危巖體治理和會同縣中心街滑坡治理中都采用了此種錨索。我國煤炭領域每年大約用到2億多套。以三峽工程為例，僅三峽船閘一項工程就需要消耗93，000套高強度錨桿和4，376束預應力錨索。
[0003]目前在該領域主要技術現(xiàn)狀為普遍采用直徑15.24_鋼絞線為基本受力載體，錨具和張拉鎖定原理自投入工程應用以來，幾乎沒有大的改變和突破。這些傳統(tǒng)錨索雖然是使用初期具有良好的性能，但是其缺點是銹蝕和失效問題始終沒有解決，更不能在有酸性或者堿性地下水或大氣降水影響的前提下，對錨索的耐久性和有效性提出直接挑戰(zhàn)。從目前的使用狀況來看，傳統(tǒng)錨索的主要缺點如下:
[0004](I)鋼絞線的抗腐蝕和抗疲勞問題從材質上很難解決；
[0005](2)錨具的有損夾持，帶來潛在的隱患；
[0006](3)自重大，造孔、搬運、安裝施工勞動強度大；

【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種耐腐蝕的復合高強度錨索。
[0008]本發(fā)明解決其技術問題所采用的復合高強度錨索，包括主筋、填充層和包裹層，所述填充層包裹在主筋上，所述包裹層包裹在填充層上；所述主筋由高強度無機纖維、高強度高分子纖維或者二者結合構成；所述填充層由無機礦物纖維構成；所述主筋的纖維與填充層的纖維通過膠結材料膠結為一體。
[0009]進一步的是，所述高強度無機纖維為碳纖維、碳化硅纖維、碳化鎢纖維或玻璃纖維；所述高強度高分子纖維為芳綸纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維或聚丙腈纖維。
[0010]進一步的是，所述膠結材料為丙烯酸樹脂。
[0011]進一步的是，所述包裹層為高分子材料，并通過擠出工藝包裹在填充層上。
[0012]進一步的是，按斷面積比例:主筋所占面積為25?35%、充填層所占面積為55?68%、包裹層所占面積為7?10%。
[0013]進一步的是，按斷面積比例:主筋所占面積為15?25%、充填層所占面積為65?78%、包裹層所占面積為7?10%。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:采用了主筋作為主要受力部件，填充層的纖維作為輔助受力部件，并使主筋與填充層的纖維膠結為一體，因此在張拉時可以保證錨索整體受力，解決了纖維之間松散結構的問題。這樣的錨索在體積上與原有的鋼錨索可以相同，從而不會改變原有的施工工藝和零部件，而錨索整體的重量卻極大的降低，因此在施工中就更加方便，錨索具有耐腐蝕的特點，在長期使用中也不會失效。錨索的規(guī)格可以通過調節(jié)主筋的大小來設定，即根據(jù)實際情況使用不同應力規(guī)格的錨索。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的示意圖；
[0016]圖中零部件、部位及編號:主筋1、填充層2、包裹層3。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0018]如圖1所示，本發(fā)明包括主筋1、填充層2和包裹層3，所述填充層2包裹在主筋I上，所述包裹層3包裹在填充層2上；所述主筋I由高強度無機纖維、高強度高分子纖維或者二者結合構成；所述填充層2由無機礦物纖維構成；所述主筋I的纖維與填充層2的纖維通過膠結材料膠結為一體。本發(fā)明與傳統(tǒng)纖維束具有一定的區(qū)別，傳統(tǒng)纖維束采用捻合而成，在采用多層結構后各層之間容易滑動，不利于張拉。而本錨索的主筋I的纖維與填充層2的纖維通過膠結材料膠結為一體，這樣就能實現(xiàn)傳力功能，滿足張拉的要求。
[0019]本錨索各層功能如下:
[0020]主筋1:主要有高強度無機纖維或高分子聚合物高強度纖維組成，形成復合錨索的核心受力元素。所述高強度無機纖維為碳纖維、碳化硅纖維、碳化鎢纖維或玻璃纖維；所述高強度高分子纖維為芳綸纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維或聚丙腈纖維。這些材料的選擇根據(jù)實際的情況而定，結合成本考慮從而獲得最佳的效果。
[0021]填充層2:主要為在主筋I和外包裹層3之間的充填材料，主要為無機礦物纖維為主，為輔助受力元素，也是張拉力傳遞和緩沖受力元素。
[0022]包裹層3:主要是外包裹材料，主要為包裹掛膠體，主要為摩阻力比較高的高分子材料，也是品質的顏色分辨元素。所述包裹層3為高分子材料，并通過擠出工藝包裹在填充層2上。
[0023]膠結材料:主要作用是將松散狀態(tài)的各類纖維體通過比例不同的膠結材料粘結在一起，實現(xiàn)傳力功能，主要是由不同組份的丙烯酸系列組配而成，通過不同配比獲得不同的錨索柔軟度。所述膠結材料為丙烯酸樹脂，例如丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸樹脂、丙烯酸甲酯、乙烯丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸二甲酯。
[0024]本錨索與傳統(tǒng)鋼錨索相比的優(yōu)點在于:
[0025]1、無損夾持。包裹層3可以采用摩阻系數(shù)較大的高分子材料，因此在張拉時利用摩擦力即可傳力，主筋I和填充層2受到保護，在夾持是不會受損。
[0026]2、抗腐蝕，不銹蝕，耐環(huán)境性強，不反射電磁波，可滿足永久支護需求。
[0027]3、抗松弛。
[0028]4、高強度，單位面積和單位重量的比強度高幾倍。
[0029]5、可以補充張拉。本錨索在夾持是無損夾持，同時不會受到腐蝕，因此即使松弛后也可以補充張拉。[0030]6、輕巧方便，桿體輕，易于安裝施工，減輕勞動強度，節(jié)省運輸成本。
[0031]7、深度和拉力不受限制。
[0032]8、易切割，不產(chǎn)生火花，便于綜采作業(yè)，有利于生產(chǎn)安全，提高生產(chǎn)效率。
[0033]9、孔徑小，施工安裝方便。
[0034]10、非金屬材質，可用于煤礦瓦斯地下空間，也可用于軍事工程。
[0035]本錨索可以按斷面積比例來控制規(guī)格，例如高強度錨索采用如下參數(shù)比例:主筋I所占面積為25?35%、充填層所占面積為55?68%、包裹層3所占面積為7?10%。
[0036]低強度錨索采用如下參數(shù)比例:主筋I所占面積為15?25%、充填層所占面積為65?78%、包裹層3所占面積為7?10%。
【權利要求】
1.復合高強度錨索，其特征在于:包括主筋(I)、填充層(2)和包裹層(3)，所述填充層(2)包裹在主筋(I)上，所述包裹層(3)包裹在填充層(2)上；所述主筋(I)由高強度無機纖維、高強度高分子纖維或者二者結合構成；所述填充層(2)由無機礦物纖維構成；所述主筋(I)的纖維與填充層(2)的纖維通過膠結材料膠結為一體。
2.如權利要求1所述的復合高強度錨索，其特征在于:所述高強度無機纖維為碳纖維、碳化硅纖維、碳化鎢纖維或玻璃纖維；所述高強度高分子纖維為芳綸纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維或聚丙腈纖維。
3.如權利要求1所述的復合高強度錨索，其特征在于:所述膠結材料為丙烯酸樹脂。
4.如權利要求1所述的復合高強度錨索，其特征在于:所述包裹層(3)為高分子材料，并通過擠出工藝包裹在填充層(2)上。
5.如權利要求1所述的復合高強度錨索，其特征在于:按斷面積比例:主筋(I)所占面積為25~35%、充填層所占面積為55~68%、包裹層(3)所占面積為7~10%。
6.如權利要求1所述的復合高強度錨索，其特征在于:按斷面積比例:主筋(I)所占面積為15~25%、充填層所 占面積為65~78%、包裹層(3)所占面積為7~10%。
【文檔編號】E02D5/74GK103898905SQ201410167830
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權日:2014年4月24日
【發(fā)明者】唐銳敏, 陳波, 王潤厚 申請人:四川盛唐建設工程有限公司