[發(fā)明專利]自傳感復(fù)合纖維錨桿桿體及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710052509.0
• 申請日: 2007-06-20
• 公開（公告）號: CN101070760A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李小春;吳智深;黃璜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所
• 主分類號: E21D21/02
• 分類號: E21D21/02
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所
• 代理人: 黃瑞棠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種地層加固用的錨桿，尤其涉及一種自帶傳感功能的具有不同延展率的碳素纖維。?

背景技術(shù)

20世紀(jì)50年代，我國礦山巷道加固工程就開始使用了錨桿支護(hù)。但是錨桿因為其埋入地下的施工方法，難以對錨桿進(jìn)行后期的檢測和對歷史最大應(yīng)變的記憶。具體地說，現(xiàn)有的錨桿都是使用一種螺紋鋼的錨桿，測量都是隨機(jī)地選擇已經(jīng)安裝好的錨桿，然后下線測定。這樣不利于掌握整體錨桿群的統(tǒng)一測量，而且過程復(fù)雜、費時費力。?

現(xiàn)代工程運用中對錨桿的強(qiáng)度和耐久性的要求是越來越高，所以一種提供更大錨固力、更長久使用的錨桿就孕育而生了。現(xiàn)代材料中各種纖維材料，尤其是復(fù)合材料的運用可以實現(xiàn)這些要求。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點和不足，實現(xiàn)現(xiàn)有工程的要求，提供一種自傳感復(fù)合纖維錨桿桿體及其制作方法，該錨桿桿體既能做到自我檢測，而且強(qiáng)度和耐腐蝕性更好。?

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：?

1、自傳感復(fù)合纖維錨桿桿體?

如圖1，本錨桿桿體由玻璃纖維長桿體(1)、碳素纖維(2)、測試電極(3)組成；在玻璃纖維長桿體(1)外層設(shè)置有碳素纖維(2)，碳素纖維(2)和測試電極(3)連接。?

所述的玻璃纖維長桿體(1)，其材料是玻璃纖維；玻璃纖維是一種價廉物美?的材料。因此，與螺紋鋼的錨桿相比，玻璃纖維長桿體1更耐腐蝕，價格更便宜。?

所述的碳素纖維(2)，是一種可以導(dǎo)電的材料。?

碳素纖維(2)的作用是保證玻璃纖維長桿體(1)的受力在設(shè)計的安全范圍內(nèi)。其原理是利用強(qiáng)度低于玻璃纖維長桿體(1)的碳素纖維(2)，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定程度后讓其斷裂早于玻璃纖維長桿體(1)；但整體的錨固力并沒有明顯的變化。當(dāng)碳素纖維(2)的電阻產(chǎn)生變化時，通過測試電極(3)測量電阻的變化，從而反映出錨桿的受力情況。?

2、自傳感復(fù)合纖維錨桿桿體的制作方法?

①在玻璃纖維長桿體(1)的外圍涂抹樹脂膠；?

②包裹碳素纖維(2)；?

③用導(dǎo)電膠沿碳素纖維(2)截面涂抹一圈；?

④粘接測試電極(3)；?

⑤在碳素纖維(2)外面用專用的螺紋機(jī)加工螺紋(4)。?

本發(fā)明具有下列優(yōu)點和積極效果：?

1、測量簡單。在施工后對錨桿桿體接上電極，就可以隨時在線對每一根錨桿進(jìn)行不破壞測試。?

2、成本低廉。由于使用了強(qiáng)度更高的、更耐腐蝕的材料，可以減少錨桿的使用數(shù)目并增加錨桿的使用年限，這樣無形中降低整個施工的成本。?

總之，由于本發(fā)明性能價格比高，因此可廣泛應(yīng)用于礦山巷道加固工程中。?

附圖說明

圖1-錨桿桿體結(jié)構(gòu)圖；?

圖2-測試電極結(jié)構(gòu)圖；?

圖3-基于單一碳素纖維布的錨桿桿體橫截面示意圖；?

圖4-基于多種碳素纖維布的錨桿桿體橫截面示意圖；?

圖5-基于多種碳素纖維線的錨桿桿體橫截面示意圖。?

其中：?

1-玻璃纖維長桿體；?

2-碳素纖維，2.1、2.2……2.N-第1、2……N碳素纖維布，?

2a、2b……2n-第1、2……n碳素纖維線；?

3-測試電極；4-螺紋。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例詳細(xì)說明：?

1、基于單一碳素纖維的錨桿桿體?

1-1)結(jié)構(gòu)?

如圖3，由整塊的碳素纖維2包裹在玻璃纖維長桿體1的外圍。?

1-2)制作方法?

①用丙酮專用清潔液擦拭玻璃纖維長桿體1表面；?

②調(diào)試適量的樹脂攪拌均勻，用泡沫滾筒將樹脂均勻地涂抹在玻璃纖維長桿體1表面；?

③將整塊的碳素纖維2整齊地包裹在玻璃纖維長桿體1的外圍，包裹時保證碳素纖維2的纖維方向與錨桿的軸向一致，再用橡皮刷沿著纖維方向使碳素纖維2緊密地包裹住玻璃纖維長桿體1，根據(jù)樹脂的粘度不同，樹脂的涂抹量也不同，涂抹的厚度為0.1～0.5mm；?

④將錨桿整體放入烘干機(jī)內(nèi)，溫度在180～220℃。經(jīng)過24～36小時完全干燥；?

⑤選擇需要觀測的點，用導(dǎo)電膠沿截面涂抹一圈，保證每一根碳纖維都被均勻地浸透到，再按圖2的接線方式接出測試電極4，測試電極4的線要整齊緊密地排列，盡量減小占用的空間；?

⑥在碳素纖維布2的表面用專用的螺紋機(jī)加工螺紋4。?

2、基于多種碳素纖維布的錨桿?