[發明專利]一種碳纖維增強復合材料預應力筋的錨固方法及錨具

無效

• 申請號: 201110456403.3
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN102493660A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 方志;張曠怡;朱萬旭;向宇
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: E04G21/12
• 分類號: E04G21/12;E04C5/12
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 王翀

一、技術領域

本發明涉及現代土木工程材料的錨固技術，尤其涉及一種碳纖維增強復合材料作為預應力筋或拉索的錨固方法及錨具。

二、背景技術

傳統錨固體系普遍采用高強鋼絲或鋼絞線作為預應力筋，由于鋼材耐腐蝕性能較差，致使其極易發生銹蝕和老化，嚴重影響了錨固結構的耐久性和安全性。新型土木工程材料碳纖維增強復合材料以其強度高(有的高于3000MPa，約為高強預應力鋼筋的2倍)、重量輕(約為鋼材的1/5)和免銹蝕等優異性能極有希望成為傳統鋼制預應力筋的替代品，在錨固工程中有著廣泛的應用前景。但是，碳纖維增強復合材料的性質有別于鋼材，主要體現在其為各向異性材料，抗剪強度低，傳統鋼制預應力筋和拉索的錨固系統已不再適用于錨固碳纖維增強復合材料筋，需研制新的錨固方法。

目前技術較為成熟的鋼制預應力筋和拉索的錨固系統，根據錨固方式不同，主要分為機械式錨固系統和粘結式錨固系統。其中，機械式錨固系統多采用擠壓錨具(擠壓套)、夾片錨具(楔型錨固)等，結構簡單，系統的錨固性能主要取決于夾具對筋材的環向壓力以及由環向壓力引起的摩擦力，筋材需承受較大的環向壓力。由于碳纖維增強復合材料抗剪能力差，簡單的機械錨固方法并不適用。相對而言，粘結式錨固系統依靠筋材與灌漿料之間的粘結作用提供錨固力，對筋材損傷小，但普通水泥、砂漿、環氧鐵砂和環氧樹脂等傳統粘結介質強度較低、徐變過大或熱穩性能較差等，與碳纖維增強復合材料的粘結性能不理想，錨固系統進行預應力張拉時常常伴隨較大滑移或體系耐久性差，導致預應力損失大而影響結構安全。因此，簡單的粘結錨固體系需設計較長的粘結長度提供充分錨固，工程實用性不強。

三、發明內容

本發明的目的在于克服上述技術的不足，而提供一種操作簡單、使用效率高的碳纖維增強復合材料作為預應力筋或拉索的錨固方法及錨具。

為了解決上述存在的技術問題，本發明采用的技術方案是：一種碳纖維增強復合材料預應力筋的錨固方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、確定冷擠壓套筒型號：根據碳纖維增強復合材料筋的型號選擇匹配的冷擠壓套筒；

步驟二、將冷擠壓套筒固定在碳纖維增強復合材料筋上：將碳纖維增強復合材料筋穿過定位件，然后再使用冷擠壓套筒設備將冷擠壓套筒間隔固定在碳纖維增強復合材料筋錨固端；

步驟三、組裝錨具：冷擠壓套筒固定后，將碳纖維增強復合材料筋從錨筒和錨板中心軸穿過并定位；

步驟四、灌注超高性能水泥基復合材并固定錨具：將定位件或錨板固定，從另一端向錨筒內灌注超高性能水泥基復合材料，再將錨板或定位件固定；

步驟五、對超高性能水泥基復合材料進行養護。

一種用于碳纖維增強復合材料預應力筋的錨具，包括碳纖維增強復合材料筋、超高性能水泥基復合材料、錨筒、張拉螺母、端部密封部件、定位件、冷擠壓套筒和錨板，所述的張拉螺母固定在錨筒外側靠近后端部，所述的定位件固定在錨筒的前端，錨板固定在錨筒的后端部內側，所述的碳纖維增強復合材料筋從錨筒、定位件和錨板中心軸穿過，所述的冷擠壓套筒固定在碳纖維增強復合材料筋上，冷擠壓套筒錨固在錨筒長度范圍內。

以上所述的碳纖維增強復合材料預應力筋的錨具，所述的錨筒腔內灌注有超高性能水泥基復合材料。

以上所述的碳纖維增強復合材料預應力筋的錨具，使用冷擠壓套筒設備將冷擠壓套筒間隔固定在碳纖維增強復合材料筋上。

以上所述的碳纖維增強復合材料預應力筋的錨具，所述的擠壓套筒材料采用適于壓延的無縫鋼管加工制成。

以上所述的碳纖維增強復合材料預應力筋的錨具，所述的端部密封部件將錨筒的后端密封。