[發明專利]樹脂包層框架及纖維增強混凝土的風電塔筒及施工方法

有效

• 申請號: 201710702724.4
• 申請日: 2017-08-16
• 公開（公告）號: CN107476637B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 王曉亮;張佳齊;楊紹斌;劉敬福
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: E04H12/12
• 分類號: E04H12/12;E04H12/34
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 陳岑

1.一種樹脂包層框架及纖維增強混凝土的風電塔筒，其特征在于：包括：外包層和內包層，所述外包層和內包層均由樹脂復合材料制成，所述外包層和內包層之間構成空腔，所述空腔中安裝有筒形鋼筋框架，所述鋼筋框架上纏繞有纖維布，腔體中澆注纖維混凝土，所述外包層和內包層的外輪廓呈中空圓臺狀或者圓柱狀；

所述鋼筋框架包括圓環形橫梁鋼筋、縱向鋼筋，所述縱向鋼筋沿軸向繞所述圓環形橫梁鋼筋排成一圈形成筒狀結構，在所述筒狀結構的內側和外側，分別在縱向鋼筋上沿風電塔筒橫切面的徑向固接纏繞樁，所述纏繞樁為橫向鋼筋，用于纏繞纖維布，所述纏繞樁垂直于所述縱向鋼筋，且筒狀結構內側和外側的纏繞樁沿筒狀結構的軸向錯開，在相鄰兩根縱向鋼筋的上下兩根纏繞樁上傾斜纏繞有纖維布，所述筒狀結構內側或者外側的纖維布的纏繞傾斜方向一致，且所述筒狀結構內側纖維布的傾斜方向與其外側相反。

2.根據權利要求1所述的樹脂包層框架及纖維增強混凝土的風電塔筒，其特征在于：所述圓環形橫梁鋼筋、縱向鋼筋和纏繞樁的直徑為10～100mm，所述纏繞樁長度為50～500mm，且所述筒狀結構為圓柱狀或者圓臺狀，單個所述筒狀結構的高度為0.5～3m。

3.根據權利要求1所述的樹脂包層框架及纖維增強混凝土的風電塔筒，其特征在于：所述外包層和內包層均為玄武巖纖維布或碳纖維布與樹脂形成的復合材料層。

4.根據權利要求3所述的樹脂包層框架及纖維增強混凝土的風電塔筒，其特征在于：所述復合材料層的厚度為10～200mm。

5.根據權利要求1所述的樹脂包層框架及纖維增強混凝土的風電塔筒，其特征在于：所述纖維布為玄武巖纖維布或碳纖維布，所述纖維布的纖維直徑為3～23μm。

6.根據權利要求1所述的樹脂包層框架及纖維增強混凝土的風電塔筒，其特征在于：所述纖維混凝土為短切玄武巖纖維混凝土。

7.根據權利要求1所述的樹脂包層框架及纖維增強混凝土的風電塔筒的施工方法，其特征在于：具體步驟如下：

步驟一：預制鋼筋框架

將多根縱向鋼筋沿軸向繞所述圓環形橫梁鋼筋排成一圈形成筒狀結構；

步驟二：固定纏繞樁

在所述筒狀結構的內側和外側，分別在縱向鋼筋上沿風電塔筒橫切面的徑向固接纏繞樁，所述纏繞樁為橫向鋼筋，用于纏繞纖維布，所述纏繞樁垂直于所述縱向鋼筋，且筒狀結構內側和外側的纏繞樁沿筒狀結構的軸向錯開；

步驟三：纏繞纖維布

在相鄰兩根縱向鋼筋的上下兩根纏繞樁上傾斜纏繞有纖維布，所述筒狀結構內側或者外側的纖維布的纏繞傾斜方向一致，且所述筒狀結構內側纖維布的傾斜方向與其外側相反；

步驟四：將步驟三中預制的纏繞有纖維布的鋼筋框架作為第一層鋼筋框架，將其與地基預留鋼筋焊接在一起；

步驟五：在預制鋼筋框架上制備外包層和內包層

在預制鋼筋外側和內側安放可分離為多部分的圓臺狀或圓柱狀鐵皮模具，在所述模具表面采用手糊法逐層涂抹纖維布和樹脂材料，在上述材料成型后，去掉模具，將樹脂復合材料固化干燥；

步驟六：澆注纖維混凝土

所述纖維混凝土組分為纖維2.5kg/m³-15kg/m³，硅酸鹽水泥350-550kg/m³，水150-290kg/m³，砂500-700kg/m³，碎石900-1150kg/m³，按照上述各組分的體積分數配比將各組分進行預備，然后將預備好的纖維經過堿洗后取四分之一加入預備好的水中，然后向水中加入預備好的硅酸鹽水泥、砂和碎石的四分之一，并混合均勻，重復上述步驟，即每次先加入1/4的短切纖維，再加入1/4的其他組分到水中混合均勻，直至上述組分全部加入水中，完成纖維混凝土的制備，最后，將上述制得的纖維混凝土澆注到內包層和外包層中的空腔；

步驟七：上述步驟一到步驟六完成第一節風電塔筒的制備，然后重復步驟一、二、三、五、六，完成各節風電塔筒的制備，直到制備的各節風電塔筒的高度之和滿足使用需求；

步驟八：在風電塔筒的頂端焊接用于安裝風機的法蘭盤。