[實用新型]夾芯繩狀纖維增強塑料桿體

有效

• 申請號: 201320437056.4
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN204402524U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 汪宇;馬勇
• 申請（專利權）人: 汪宇;馬勇
• 主分類號: E21D21/00
• 分類號: E21D21/00;E02D5/74
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐惠芬

技術領域

本實用新型涉及一種復合材料的桿體，尤其是一種適用于礦井、隧道及邊坡穩定錨固支護的夾芯繩狀纖維增強塑料桿體。

技術背景

在眾多的纖維增強塑料錨桿（俗稱玻璃鋼錨桿）中，一般全部由軸向纖維組成，或只在外圈纏繞部分散纖維組成，這種錨桿能夠提供很大的拉應力，但在扭應力上則因其材料的特性和結構的弱點，難以達到現代錨桿安裝所需的高扭矩要求。

用玻璃纖維、碳纖維或其它纖維增強的復合材料桿體，因其材料性質決定，其延展性很低。如果欲取代鋼筋在混凝土中應用，低的延展率將無法保證混凝土建筑受到沖擊時的變形要求。這個問題一直是業界的困惑。

發明內容

本實用新型的目的是克服已有技術中的不足之處，提供一種結構簡單、抗拉伸強度、抗扭強度、抗剪強度高的夾芯繩狀纖維增強塑料桿體。

為實現上述目的，本實用新型的夾芯繩狀纖維增強塑料桿體由芯體、呈螺旋狀纏繞在芯體上的上過捻的增強纖維束構成。

所述的上過捻的增強纖維束為單根或多根。

所述的上過捻的增強纖維束為玻璃纖維束、碳纖維束、聚酯纖維束、芳綸纖維束、或尼龍纖維束。

所述的芯體為增強纖維束芯體、尼龍芯體、聚氨酯芯體、合成橡膠芯體。

有益效果：本實用新型由于具有優秀的綜合力學性能、抗蝕性能和吸波性能，在某些特定環境中是替代鋼材的新一代桿狀材料。可制成錨桿、錨索，用于礦井和隧道及邊坡穩定方面的錨固支護；在混凝土建筑中替代鋼筋，用于海洋或其它腐蝕強烈的環境，及需要防止雷達波反射的環境。具有如下優點：

1、用同樣性質的增強纖維束做桿體的芯部和外部材料時，按照不同的比例，調整芯部和外部材料的使用量比例，即可得到大拉應力、小扭應力，或小拉應力、大扭應力的桿體。也就是說在使用等量材料時，芯部材料使用量大，得到拉應力大、扭應力小的產品；而外部材料使用量大時，則得到扭應力大、拉應力小的產品，拉應力和扭應力呈反比關系。因此，可以根據使用需要，靈活設計制造。

2、為提高桿體本身的延展性，以適應大延展性要求的應用，將彈性材料用于芯部，受到拉應力時，芯部材料將變形伸長，同時直徑縮小；此時，外部纖維束組成的纏繞層直徑也隨之收縮，收縮量將轉化為伸長而釋放，于是整個桿體得到相對大的延展性。在應力消除，芯部彈性材料回彈，桿體也將回彈。根據使用需要，改變芯部彈性體的種類和直徑，可以得到不同延展性的桿體；調節外部增強纖維束的用量可以得到不同拉應力的桿體。

3、為改變桿體本身的剛性，可以使用不同的纖維束浸潤材料。為得到高剛性，可以使用不飽和聚酯、酚醛樹脂、環氧樹脂等熱固化型塑料材料；為得到柔性，則可以使用聚氨酯、尼龍、聚酯、乙烯-醋酸乙烯等熱塑性材料。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖；

圖2是本實用新型的剖面結構示意圖。

圖中：1-芯體，2-纖維繩。

具體實施方式

下面結構附圖對本實用新型的一個實施例作進一步的描述：

如圖1所示，本實用新型的夾芯繩狀纖維增強塑料桿體由芯體1和上過捻的增強纖維束2構成，上過捻的增強纖維束2呈螺旋狀纏繞在芯體1上。所述的芯體1為尼龍芯體、聚氨酯芯體、合成橡膠芯體；所述的上過捻的增強纖維束2為單根或多根，圖2中所示為3根。所述的上過捻的增強纖維束2為玻璃纖維束、碳纖維束、聚酯纖維束、芳綸纖維束、或尼龍纖維束。

芯體1的材料為軸向的增強纖維束或者條狀的彈性體；外部纏繞的增強纖維束必須是上過捻的合股增強纖維束，這種纖維束能夠將纖維合成一股，從而大大提高其拉伸強度；因此，改變芯部和外部的材料品種與材料數量，可以組合出適應不同力學要求的桿體。

芯體1可以由軸向增強纖維束組成，也可以由彈性材料組成；外部纏繞上過捻的增強纖維束2由增強纖維束組成，纏繞在芯部材料外面，呈螺旋狀形成一定傾斜角度。