[發(fā)明專利]工業(yè)化制備鋼—連續(xù)纖維復(fù)合筋的方法

無效

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• 申請日: 2014-06-19
• 公開（公告）號: CN104060767A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王靈
• 申請（專利權(quán)）人: 四川航天五源復(fù)合材料有限公司
• 主分類號: E04C5/07
• 分類號: E04C5/07
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是工業(yè)化制備鋼—連續(xù)纖維復(fù)合筋的方法，具體涉及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中使用的復(fù)合筋增強材料的制作工藝，屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（RC結(jié)構(gòu)）是用鋼筋和混凝土建造的一種結(jié)構(gòu)，鋼筋承受拉力，混凝土承受壓力，具有堅固、耐久、防火性能好、比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材和成本低等優(yōu)點，也是目前建筑工程中較常見的一種施工形式，多用于各種超高建筑、大跨度結(jié)構(gòu)，如橋梁、隧道等載荷結(jié)構(gòu)。在其結(jié)構(gòu)中，鋼筋作為基本的增強材料，其綜合性能較強，但卻存在容易腐蝕等缺點，基于這一情況，近年來，纖維增強復(fù)合材料（FRP）由于其輕質(zhì)高強的特性逐漸得到廣泛應(yīng)用，例如，專利文獻CN1936206A（鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋增強混凝土抗震結(jié)構(gòu)）即公開了使用該纖維增強復(fù)合材料（FRP）與混凝土粘結(jié)形成的一種抗震結(jié)構(gòu)，但在實際使用時，該纖維增強復(fù)合材料（FRP）卻還存在材料脆性強、價格高等缺陷，為此，國內(nèi)外學(xué)者提出用不同纖維的混雜或者纖維包裹鋼筋得到綜合性能優(yōu)、價格低的新型復(fù)合材料加強筋，但目前，對鋼—連續(xù)纖維復(fù)合筋（SFCB）的研究在國內(nèi)外還處于初級階段，沒有成熟的產(chǎn)品，當(dāng)然，其生產(chǎn)工藝也沒有定型化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供工業(yè)化制備鋼—連續(xù)纖維復(fù)合筋的方法，采用螺紋鋼筋作為內(nèi)芯，依次使用纖維粗紗以及纖維紗束復(fù)合而成，具有合理的構(gòu)造結(jié)構(gòu)，且作為增強材料使用的纖維紗束采用樹脂充分浸漬，其內(nèi)外界面均具有良好的粘結(jié)性能，能有效的滿足于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計強度，同時，還能克服現(xiàn)有纖維增強復(fù)合材料（FRP）存在材料脆性強、價格高等缺陷，實際使用效果良好。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：工業(yè)化制備鋼—連續(xù)纖維復(fù)合筋的方法，該纖維復(fù)合筋克服了現(xiàn)有纖維增強復(fù)合材料（FRP）存在材料脆性強、價格高等缺陷，具有較強的綜合性能，且價格低廉，在本發(fā)明中，該方法是將浸漬有樹脂的纖維粗紗以及纖維紗束依次復(fù)合在鋼筋表面并形成纖維復(fù)合筋的制作工藝，包括以下步驟：

（1）內(nèi)芯加工：選擇螺紋鋼筋作為鋼筋內(nèi)芯，采用打磨機除去該螺紋鋼筋兩側(cè)對稱的縱向通長肋，制得螺紋筋材，并用酒精擦洗干凈；

（2）環(huán)向纖維纏繞：采用纖維粗紗對步驟（1）制得的螺紋筋材進行環(huán)向纏繞；

（3）排紗：將步驟（2）制得的鋼筋材料放置在排紗座上，將浸漬有樹脂的纖維紗束經(jīng)排紗器均勻布置在鋼筋內(nèi)芯的外側(cè)；

（4）固化成型：使用牽引裝置，將上述步驟（3）制得的鋼筋內(nèi)芯依次送入拉擠裝置和固化爐，完成纖維復(fù)合筋的復(fù)合。

本發(fā)明適用于直徑為8～12mm的螺紋鋼筋的工業(yè)制備，因此，在本發(fā)明中，所述的鋼筋內(nèi)芯采用直徑為8～12mm的螺紋鋼筋。

為更好的實現(xiàn)本發(fā)明，在所述的纖維粗紗上涂刷有樹脂，所述的纖維粗紗沿螺紋筋材凸起肋之間的空隙進行環(huán)向纏繞，可用于填補螺紋鋼筋螺紋間的間隙，同時，可以在鋼筋內(nèi)芯與纖維紗束復(fù)合并拉擠成復(fù)合筋時，增強螺紋鋼筋與纖維紗束（縱向纖維）之間的粘結(jié)性能和整體性。

理論上，該環(huán)向纏繞的纖維粗紗在纖維復(fù)合筋軸向受力時，基本不發(fā)揮作用，故可采用低成本的連續(xù)纖維，即：所述的纖維粗紗為玄武巖纖維或玻璃纖維。

所述纖維紗束的浸漬方法包括：將纖維紗束以紗錠的形式設(shè)置在紗架上，再采用排紗架將紗錠上的纖維紗束引入盛裝有樹脂的浸漬槽內(nèi)，待纖維紗束浸漬充分后，再使用排紗器將該纖維紗束均勻布置在鋼筋內(nèi)芯的外側(cè)，在本發(fā)明中，纖維紗束的浸漬采用直槽浸漬的方法，操作簡單、快捷。

進一步的，在所述的紗架上紗錠的設(shè)置數(shù)量為20～40目。

在本發(fā)明中，所述的纖維紗束為玄武巖紗束或碳纖維紗束。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

（1）本發(fā)明涉及的纖維復(fù)合筋構(gòu)造設(shè)計合理，主要由螺紋鋼筋、纖維粗紗以及纖維紗束復(fù)合而成，且作為增強材料使用的纖維粗紗和纖維紗束均采用樹脂充分浸漬，不僅能有效的滿足于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計強度，同時，還能克服現(xiàn)有纖維增強復(fù)合材料（FRP）存在材料脆性強、價格高等缺陷，具有較強的綜合性能，且價格低廉，適宜廣泛推廣使用。

（2）本發(fā)明采用玄武巖纖維或玻璃纖維作為纖維粗紗進行環(huán)向纏繞，理論上，該環(huán)向纏繞的纖維粗紗在纖維復(fù)合筋軸向受力時，基本不發(fā)揮作用，故可采用低成本的連續(xù)纖維，生產(chǎn)成本十分低廉。

（3）本發(fā)明在使用纖維粗紗對螺紋鋼筋內(nèi)芯進行纏繞前，還需進行打磨操作，主要由于現(xiàn)有市面上購買的螺紋鋼筋兩側(cè)均帶有對稱的縱向通長肋，往往會造成復(fù)合而成的纖維復(fù)合筋截面呈橢圓形結(jié)構(gòu)，為此，還需采用打磨機對其進行去除，操作簡單、快捷。