[發明專利]一種自錨固的FRCM預制板及其成型工藝

有效

• 申請號: 201810745666.8
• 申請日: 2018-07-09
• 公開（公告）號: CN108908651B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 張大偉;曾彧;黃騰騰;金偉良
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B28B1/04
• 分類號: B28B1/04;B28B1/29;B28B19/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 朱朦琪

本發明公開了一種自錨固的FRCM預制板的成型工藝，包括：支模步驟：按照預設模板結構進行支模，預設模板結構包括模腔及支設在模腔上的固定支架，固定支架包括懸空地設于模腔正上方的橫桿；鋪設步驟：在模腔的端部區域鋪設層間定位桿及位于橫桿正下方的端部定位桿，使纖維網格布依次跨繞在所述層間定位桿及所述端部定位桿上，并使所述纖維網格布拉伸張緊，再將纖維網格布端部固設所述橫桿上；沿纖維網格布的延伸方向，跨繞于兩根相鄰且非同端側上的定位桿之間的纖維網格布大致平行于底模板表面；澆注以及養生及拆模步驟。該成型工藝通過使纖維束具有“自錨固”特性提升纖維束協同工作能力提升FRCM的受力性能。

技術領域

本發明涉及纖維織物增強水泥基復合材料的技術領域，具體涉及一種自錨固的FRCM預制板及其成型工藝。

背景技術

纖維織物增強水泥基復合材料(簡稱FRCM)，是一種新型復合材料，是多軸纖維編織網和精細混凝土的結合，纖維編織網可以沿主應力方向布置。由于所采用的纖維材料如耐堿玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、玄武巖纖維、聚苯撐苯并惡唑纖維等具有耐腐蝕、防止化學侵蝕等優點，因此對于混凝土保護層厚度的要求較低，結構單元的厚度主要依賴于增強纖維編織網必需的錨固厚度。FRCM因此可作為一種輕質、耐久、高強的薄壁材料。且相較于纖維增強復合材料(FRP)，FRCM由于采用干纖維和無機水泥基膠凝材料，具有纖維幾何可變、與混凝土相容性好、受溫度影響較小、滲透性好、不易燃、可在低溫和浸水環境下應用等優點。

近年來對FRCM板的軸拉試驗研究表明，受拉伸時FRCM板的破壞模式主要為纖維拔出破壞、纖維拉斷-拔出破壞及纖維束-砂漿界面破壞，其使用效率受到纖維束-砂漿界面的黏結性能和FRCM中纖維束協同受力性能所控制。提升FRCM預制板整體力學性能的關鍵在于增強纖維織物和砂漿之間的粘結性能，提高其協同工作能力。

就現有的提升措施而言，采用環氧樹脂浸漬處理纖維束且表面噴砂以及在砂漿基體中使用摻合料可以有效地提高FRCM中纖維束和膠凝材料間的界面黏結強度，但浸漬處理后的FRCM面臨同FRP類似的適用性和耐久性局限；而對纖維束施加預應力可以增強纖維束的協同工作性能，但只有在預拉拔纖維的埋長大于基體長度時才有效，且纖維束預張拉設備的制作非常復雜。

現有采用多層纖維織物的FRCM預制板的制備過程普遍采用砂漿和纖維織物逐層鋪設的澆筑方式。以4層纖維織物為例，如附圖1所示，先澆筑底層砂漿作為下保護層，然后鋪設第一層纖維織物(圖1.a)；隨后澆筑第二層砂漿(圖1.b)，再鋪設第二層纖維織物(圖1.c)；重復上述過程完成第三、第四層的砂漿澆筑和纖維鋪設(圖1.d-e)；最后鋪設第五層砂漿作為上保護層(圖1.f)。這種制備方式存在澆筑過程復雜(分層澆筑、耗時耗力)、砂漿厚度控制困難(砂漿層一般為2～3mm，厚度難以精確控制)、纖維織物不平整(干纖維織物較為柔軟，幾何易變，由于砂漿硬化前也具有流動性，所以很難保證纖維織物平整，影響FRCM初期受力性能)等缺點，嚴重制約了FRCM板的制作效率和力學性能。

發明內容

本發明為解決上述技術問題，公開了一種FRCM預制板的成型工藝，一方面能夠提升FRCM的受力性能，通過使纖維束具有“自錨固”特性提升纖維束協同工作能力，另一方面又具有施工簡單、快捷的優勢。

具體技術方案如下：

一種自錨固的FRCM預制板的成型工藝，包括如下步驟：

支模步驟：按照預設模板結構進行支模；所述預設模板結構包括由底模板、側模板、端模板圍成的模腔及支設在模腔上的固定支架，所述固定支架包括懸空地設于所述模腔正上方的橫桿；

鋪設步驟：在所述模腔的端部區域鋪設層間定位桿及位于所述橫桿正下方的端部定位桿，使纖維網格布依次跨繞在所述層間定位桿及所述端部定位桿上，并使所述纖維網格布拉伸張緊，再將纖維網格布端部固設所述橫桿上；沿纖維網格布的延伸方向，跨繞于兩根相鄰且非同端側上的定位桿之間的纖維網格布大致平行于底模板表面；