[發(fā)明專利]纖維增強復合筋智能網(wǎng)格及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410768801.2
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104494167B
• 公開（公告）日: 2016-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳剛;張敏;王焰
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學;北京特希達科技有限公司
• 主分類號: B29C70/44
• 分類號: B29C70/44;B29C70/34;B29C70/54;E04C5/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種智能結(jié)構(gòu)材料及其制作方法，具體涉及一種纖維增強復合筋智能網(wǎng)格及其制作方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的纖維增強復合筋網(wǎng)格是將碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維等高性能連續(xù)纖維浸漬于環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、乙烯基樹脂等形成網(wǎng)格狀的整體復合材料。這種纖維增強復合筋網(wǎng)格具有輕質(zhì)、高強、雙向受力、施工方便、適用于普通環(huán)境、惡劣環(huán)境的優(yōu)點，并能克服傳統(tǒng)建筑材料的缺點，具有更多的應(yīng)用優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在：

由纖維增強復合筋網(wǎng)格同時具有兩個方向的增強效果，其可以方便地應(yīng)用于混凝土板的增強加固，有效提高其混凝土板的承載能力，加固試件延性較好，破壞前有明顯征兆；纖維增強復合筋網(wǎng)格通過砂漿或樹脂粘貼于砌體墻體側(cè)面，可以顯著提高墻體的抗剪承載力，增強墻體的整體性，低周反復荷載試驗表明了其對延性、耗能的明顯提高；纖維增強復合筋網(wǎng)格可彎成適宜形狀，并易于保持，其用于加固修復隧道頂部混凝土結(jié)構(gòu)老化、混凝土脫落等病害具有很好的適用性；當然，纖維增強復合筋網(wǎng)格也可用于普通梁的抗剪、抗彎加固，效果及成本優(yōu)于粘貼纖維布加固分布式光纖傳感技術(shù)因其測試的分布性、網(wǎng)絡(luò)性、穩(wěn)定性等優(yōu)點，近年來在被不斷應(yīng)用于結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。目前國際上分布式光纖傳感技術(shù)一句其測試原理的差異主要分為強度型、干涉型和散射型等。其中基于布里淵散射機理的BOTDR、BOTDA等傳感技術(shù)由于其在溫度、應(yīng)變測試精度高，測試距離長等方面的巨大優(yōu)勢，受到國內(nèi)外學者的青睞。

將分布式傳感光纖復合進纖維復合筋網(wǎng)格中，可以形成一種智能結(jié)構(gòu)材料。這樣不僅使得脆弱的光纖在實際使用時得到很好的保護，同時在用這種纖維增強復合筋智能網(wǎng)格加固土木領(lǐng)域結(jié)構(gòu)時，在實現(xiàn)結(jié)構(gòu)補強的同時還能對結(jié)構(gòu)實時監(jiān)測，更好的評價結(jié)構(gòu)的安全性能。開發(fā)一種保證精度、適合工業(yè)化批量生產(chǎn)的纖維增強智能網(wǎng)格制作方法已成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種纖維增強復合筋智能網(wǎng)格及其制作方法。以發(fā)揮纖維復合筋網(wǎng)格在結(jié)構(gòu)補強中的優(yōu)勢，同時實現(xiàn)對用該智能網(wǎng)格加固的結(jié)構(gòu)實時監(jiān)測，從而對結(jié)構(gòu)安全性能進行可靠評價。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的纖維增強復合筋智能網(wǎng)格，包括纖維絲束、樹脂和光纖傳感器，所述纖維絲束形成縱橫交錯的纖維網(wǎng)格，所述樹脂包覆于纖維網(wǎng)格上，所述光纖傳感器與包裹于其外的纖維套管形成高精度光纖傳感器，所述纖維套管的端部具有與光纖傳感器粘接的錨固段。

作為優(yōu)選，為了保護傳感器引線的信號的良好傳輸，所述高精度光纖傳感器與纖維絲束端部的接觸部位套設(shè)有金屬軟管。

作為優(yōu)選，所述金屬軟管埋入纖維絲束的長度不小于2cm，露出纖維絲束的長度不小于2cm。

作為優(yōu)選，為了使傳感器對網(wǎng)格的形變量進行高精度的監(jiān)測，所述高精度光纖傳感器位于纖維網(wǎng)格橫斷面的中心位置。并在高精度光纖傳感器放置過程中對其牽拉繃緊。

作為優(yōu)選，為了使整個傳感器柔軟，易于彎曲，所述高精度光纖傳感器表面的纖維套管不浸漬樹脂。

作為優(yōu)選，所述高精度光纖傳感器呈S型布設(shè)在纖維網(wǎng)格內(nèi)。

所述光纖優(yōu)選為無滑移光纖光纖或長標距光纖。

制造時，將纖維套管封裝的光纖作為高精度光纖傳感器，再使用真空模壓法將其與纖維絲束和樹脂制成纖維筋智能網(wǎng)格，包括以下步驟：

1）制作底模，并在底模上涂刷脫模劑；

2）根據(jù)所設(shè)計纖維增強復合筋網(wǎng)格的間距，選擇填充模尺寸，并將填充模通過螺栓安裝于底模上，形成網(wǎng)格槽道；

3）在所述底模周圍，網(wǎng)格槽道延長線上確定纖維絲束固定卡；

4）調(diào)配樹脂，將纖維絲束浸漬樹脂；

5）沿網(wǎng)格槽道鋪設(shè)經(jīng)緯向纖維絲束，并將端部固定于所述的固定卡上；

6）在纖維絲束鋪設(shè)到設(shè)計量的一半時，放置高精度光纖傳感器；

7）鋪設(shè)剩余的一半纖維絲束；

8）采用樹脂將形成的網(wǎng)格狀纖維絲束完全浸潤，并覆蓋脫模布；

9）在上述脫模布上方纖維絲束位置安放壓條；

10）在上述纖維網(wǎng)格范圍內(nèi)鋪設(shè)導流網(wǎng)與導流管；

11）在底模固定卡的外圍不少于5cm處設(shè)置密封膠泥；

12）將整個模具覆蓋真空袋，且真空袋四周與密封膠泥粘結(jié)密實，開始抽真空；

13）真空度達到規(guī)定值后，在真空袋表面鋪設(shè)電加熱毯，設(shè)置加熱溫度；

14）持續(xù)加熱與抽真空1~2小時，樹脂固化，網(wǎng)格制作完成。