[發(fā)明專利]一種纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410590234.6
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104310947A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫建龍;安增軍;薛濤;汪昕;吳智深;朱中國;金云東
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司電力經(jīng)濟技術(shù)研究院;南京電力工程設(shè)計有限公司;江蘇綠材谷新材料科技發(fā)展有限公司;東南大學
• 主分類號: C04B30/02
• 分類號: C04B30/02;C03B37/00;E04B1/38
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 吳靜安;杭清濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土建交通、電力等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)用材料技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓。

背景技術(shù)

地腳螺栓作為建筑基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)連接的重要工具，在使用過程中的腐蝕一直是制約其在特殊環(huán)境，如酸性、堿性化工廠，臨海高鹽地區(qū)使用的瓶頸問題。針對鋼地腳螺栓在上述環(huán)境下使用的局限性，中國專利申請CN103435324A公開了一種由玄武巖纖維制成的地腳螺栓，提出了以纖維增強復(fù)合材料代替鋼材，用拉擠成型的纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓代替普通鋼地腳螺栓，該地腳螺栓的材料為玄武巖纖維，該玄武巖纖維的原料包括玄武礦石、石灰石和焦炭，按照質(zhì)量，其配比為玄武巖礦石60-80%、石灰石3-20%、焦炭15-30%，所述質(zhì)量配比優(yōu)選為玄武巖礦石70%，石灰石10%，焦炭20%。玄武巖纖維材料地腳螺栓具有輕質(zhì)高強、絕緣、耐高溫和耐腐蝕的性能。與傳統(tǒng)建設(shè)材料鋼材相比，纖維增強復(fù)合材料（FRP）具有輕質(zhì)、高強、耐久性好、便捷施工等一系列優(yōu)點，近年來FRP在土建交通和電力等基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域得到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。

綜合考慮材料性能和經(jīng)濟性要求，玄武巖纖維復(fù)合材料以其良好的綜合性能和經(jīng)濟性成為復(fù)合材料地腳螺栓的首選，但是，純玄武巖纖維地腳螺栓在某些力學性能上存在不足，不能完全適應(yīng)于地腳螺栓在使用過程中螺栓抗拔出、抗腐蝕和耐疲勞破壞等破壞模式，有必要進一步提高纖維增強復(fù)合材料（FRP）地腳螺栓的抗拉承載力和抗疲勞破壞等方面性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種簡單、高效的纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓，該地腳螺栓具有芳綸纖維增強復(fù)合材料的內(nèi)芯和玄武巖纖維增強復(fù)合材料的外層,構(gòu)成內(nèi)芯和外層結(jié)構(gòu)的纖維增強復(fù)合材料經(jīng)過一次固化成型制成地腳螺栓，內(nèi)芯和外層的直徑比為3:4。內(nèi)芯采用的芳綸纖維具有超強的抗彎、抗折、抗沖擊、耐紫外線、耐磨損能力，可以有效提高地腳螺栓在風荷載等低應(yīng)力循環(huán)作用下疲勞性能；外層采用的玄武巖纖維材料，其與混凝土粘結(jié)性能良好，可以有效提升地腳螺栓的抗拔能力。

所述芳綸纖維增強復(fù)合材料有芳綸纖維與基體材料環(huán)氧樹脂組成，所述玄武巖纖維增強復(fù)合材料由玄武巖纖維與基體材料環(huán)氧樹脂組成。

進一步的方案中，所述芳綸纖維增強復(fù)合材料中芳綸纖維的體積百分比含量為60-70%，最優(yōu)的體積百分比含量為65%，玄武巖纖維增強復(fù)合材料中玄武巖纖維的體積百分比含量為70-80%，最優(yōu)的體積百分比含量為75%；外層較高的含紗量增加了密實度，減少了樹脂用量，這樣就減少了地腳螺栓的吸濕率，能有效的阻止水分等腐蝕介質(zhì)進入地腳螺栓內(nèi)芯，大大提高了地腳螺栓的耐腐蝕性能，增加了使用壽命。

上述纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓的制備方法：內(nèi)層紗架上是芳綸纖維，外層紗架上是玄武巖纖維，經(jīng)牽引機通過環(huán)氧樹脂浸膠槽后進入地腳螺栓模型，然后通過高溫催化固化室，成型后通過牽引機拉出。

本發(fā)明具有以下突出的有益效果：

本發(fā)明提出的纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓是通過采用芳綸纖維作為內(nèi)芯，玄武巖纖維作為外層，內(nèi)外層采用不同的含紗量，經(jīng)過擠壓一次固化成型形成混雜纖維地腳螺栓。玄武巖纖維與混凝土粘結(jié)性能良好，可以有效提升地腳螺栓的抗拔能力；同時玄武巖纖維耐酸堿鹽性能優(yōu)良，外層較高的含紗量增加了密實度，減少了樹脂用量，這樣就減少了地腳螺栓的吸濕率，可以有效地阻止水分等腐蝕介質(zhì)進入地腳螺栓內(nèi)芯，大大提高了地腳螺栓的耐腐蝕性能，增加了使用壽命；芳綸纖維作為內(nèi)芯，其超強的抗彎、抗折、抗沖擊、耐紫外線、耐磨損能力，可以有效提高地腳螺栓在風荷載等低應(yīng)力循環(huán)作用下疲勞性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓的橫剖面結(jié)構(gòu)示意圖；?

圖2為本發(fā)明地腳螺栓生產(chǎn)工藝流程圖；

圖中，1-纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓內(nèi)芯，2-纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓外層；3-玄武巖纖維，4-芳綸纖維，5-環(huán)氧樹脂浸膠槽，6-地腳螺栓模型，7-高溫催化固化室。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明:

參見圖1，一種纖維增強復(fù)合材料地腳螺栓，具有內(nèi)芯1和外層2，所述內(nèi)芯1的材料為芳綸纖維，外層2的材料為玄武巖纖維，經(jīng)過一次固化成型制成；內(nèi)芯1纖維紗體積百分比含量為65%；外層纖維紗體積百分比含量75%。