[發明專利]碳纖維復合材料減震井蓋及其制造工藝

有效

• 申請號: 201210238403.0
• 申請日: 2012-07-11
• 公開（公告）號: CN102720214A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 朱波;蔡珣;王永偉;喬琨
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: E02D29/14
• 分類號: E02D29/14;B29C70/30
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明屬于市政管道建設工程領域，特別涉及一種碳纖維復合材料減震井蓋及其制造工藝，該產品適用于機場、港口碼頭等車流量大、載重負荷高的路段；變電站、化工廠、燃氣管道口及氣候潮濕等環境比較惡劣的地區。

背景技術

長期以來，我國的市政公用設施應用的檢查井蓋普遍采用鑄鐵生產，其材料局限性及加工能耗、環境污染等，給工程、環境、能源帶來困擾。特別是井蓋的丟失問題一直沒有很好的解決，常導致交通運輸、?人身安全事故，影響城市經濟建設，對社會環境產生負面影響。

目前使用的井蓋有以下幾種：鑄鐵井蓋、水泥井蓋、復合材料井蓋等。鑄鐵井蓋易被盜，噪音大，影響居民的生活；水泥井蓋笨重，開啟困難，給施工及檢修帶來不便且承載能力不夠；再生樹脂復合材料檢查井蓋在使用過程中，尤其是在氣溫較高的情況下車輛不斷碾壓，井蓋會發生蠕變，致使井蓋中間部位不斷下沉，甚致脫落，會產生很大的安全隱患。現今使用井蓋均具有一定的應用限制。

發明內容

本發明的目的就是針對目前各類井蓋的不足，提供一種碳纖維復合材料減震井蓋及其制造工藝，它結構合理，強度高，使用壽命長。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種碳纖維復合材料減震井蓋，它包括蓋體，所述蓋體包括上、下各至少一層碳纖維布，在碳纖維布間包裹多層加強筋層，每層加強筋層均包括若干平行的碳纖維復合材料桿，碳纖維復合材料桿置于樹脂混合填料中并被夯實；在蓋體的邊緣與井座接觸處設有橡膠墊圈。

所述下層的碳纖維布有多層，其數量多于上層的碳纖維布數量。

所述環氧樹脂混合填料為環氧樹脂、短切碳纖維、橡膠粒、石英砂、玻璃纖維布及棉紗布中的至少一種或幾種的混合物。

一種碳纖維復合材料減震井蓋的制備方法，其制備工藝如下：

（1）根據設計要求制作蓋體模具，材質為金屬；

（2）以碳纖維復合材料桿為加強筋；以常溫固化環氧樹脂100份為基體，混合2份短切碳纖維、20份橡膠粒、30份石英砂、3份玻璃纖維布、2份棉紗布為增強材料，充分混合后制成環氧樹脂混合填料；

（3）在模具中鋪設碳纖維布，將環氧樹脂混合填料按一定厚度均勻鋪于碳纖維布上，并將碳纖維復合材料桿作為加強筋包埋于其中壓實，并再鋪一層填充物夯實；重復操作，并使第二層加強筋方向與第一層呈90??夾角；夯實、壓平后鋪上碳纖維布，施加一定載荷壓緊；放置24小時至環氧樹脂固化完全；

（4）脫模后在井蓋下平面外側一圈粘貼橡膠墊，進行切割、修整，達到設計要求。

本發明的高性能碳纖維復合材料減震井蓋內部結構進行了獨特的加強筯設計，選用碳纖維復合材料桿為支撐骨架，以十字交叉形式排列，其周圍以短切碳纖維等各種填料增強混合環氧樹脂填充，同時保證桿材均勻分布、并與增強基體緊密接觸、夯實；井蓋上下表面以多層碳纖維布包覆；底層加厚處理，以提高產品整體強度；井蓋邊緣與井座接觸處粘結橡膠墊圈以提高制品的抗震性。

本發明的有益效果是：結構設計獨特、除滿足常用井蓋的不足之外更有強度高、耐環境老化性能好、耐磨、抗蠕變安全穩定性高、壽命長等優點，可滿足日常生活以及在各種嚴苛環境下使用，并可有效解決井蓋防盜問題。

附圖說明

圖1為發明結構示意圖。

圖2為圖1的側面視圖。

其中，1.橡膠墊圈，2.加強筋層，3.碳纖維布，4.樹脂混合填料，5.井蓋開啟孔。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明做進一步說明。

圖1、圖2中，蓋體包括上、下各兩層碳纖維布3，在碳纖維布3間包裹多層加強筋層2，每層加強筋層2均包括若干平行的碳纖維復合材料桿，加強筋間的間隙有樹脂混合填料4填充，碳纖維復合材料桿置于環氧樹脂和填料中并被夯實；在蓋體的邊緣與井座接觸處設有橡膠墊圈1；井蓋上設有兩個井蓋開啟孔5，便于取出或打開井蓋。

所述下層的碳纖維布3有多層，其數量多于上層的碳纖維布數量。

所述樹脂混合填料為短切碳纖維、橡膠粒、石英砂、玻璃纖維布及棉紗布中的至少一種或幾種與環氧樹脂的混合物，起到粘合加強筋的效果，各種填料同時用于提高井蓋的耐磨性、抗蠕變性及老化性。

本發明采用模壓成型及手糊成型相結合的方式完成整個制造過程。首先制作相應尺寸的模具，然后在模腔內鋪展碳纖維布、排布加強筋、填充樹脂混合填料、再鋪展碳纖維布，施加一定的載荷壓實，放置24小時后脫模進行后續加工，最后在底部外側井蓋與井座接觸部位粘貼一層減震橡膠墊。具體實施過程如下：

實施例1?