[發明專利]一種FRP筋錨固用擴大端頭、加工方法及錨固方法

有效

• 申請號: 201910509310.9
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110306728B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 吳智深;汪昕;史健喆;朱中國
• 申請（專利權）人: 東南大學;江蘇綠材谷新材料科技發展有限公司
• 主分類號: E04C5/07
• 分類號: E04C5/07;B29C70/34;B29C70/54
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王斌

本發明公開了一種FRP筋錨固用擴大端頭、加工方法及錨固方法，其中FRP筋錨固用擴大端頭包括內層以及外層，所述外層具有一截面單向變化的縮緊段；外層的成分包括：纖維：60~70質量份；熱固性樹脂：30~40質量份；內層的成分包括：雙向纖維布：40~50質量份；熱塑性樹脂：50~60質量份；所述外層包纏在所述內層上并與所述內層一體固化。發明用于FRP筋在混凝土結構（梁、柱、板、墻等）中的端部錨固，可大大縮短構造要求的錨固長度，實現FRP筋與混凝土的有效錨固，該方法具有施工方便、可靠度高的特點。

技術領域

本發明涉及土建、交通等領域的混凝土結構中纖維增強復合材料筋的錨固技術。

背景技術

纖維增強復合材料(Fiber Reinforced Polymer，簡稱FRP)具有高強、質輕、耐腐蝕和耐疲勞等優點。FRP筋是由纖維紗按一定比例浸漬樹脂，通過拉擠工藝成型的復合材料，是土木工程應用中鋼筋的理想替代品，目前在橋梁、水工建筑物、海港碼頭及加固工程中已得到應用。

盡管FRP筋用于土木工程領域有著廣闊的前景，但作為鋼筋的替代品應用于混凝土結構中時還存在一定的問題。由于FRP筋不能像鋼筋那樣進行彎折與焊接，并且由于FRP筋的泊松比較大，在拉力的作用下其橫向的收縮往往比鋼筋大很多，容易與混凝土層剝離，因此其在端部的錨固問題目前還沒有得到十分有效的解決。規范GB50608-2010中對于FRP筋的錨固長度要求是：GFRP筋、AFRP筋、CFRP筋不應小于20d、25d和35d，且不小于下列公式的計算結果

式中，l_a為錨固長度，f_fd為FRP筋的抗拉強度設計值，f_t為混凝土的抗拉強度設計值，d為FRP筋的直徑。

現有的錨固方法大多是將FRP筋伸入節點一定的長度來保證端部不滑移，但現實結構中FRP伸入節點的長度有限，并且這種方法也難以保證錨固性能的穩定。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述FRP筋在混凝土中的錨固問題，而提出一種能有效減少錨固端長度并提高拉拔曲線下降段對應的拉拔力的套施工方便、性能穩定的FRP筋錨固用擴大端頭、加工方法及錨固方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種FRP筋錨固用擴大端頭，其特征在于：包括內層以及外層，所述外層具有一截面單向變化的縮緊段，縮緊段的角度介于20°到45°之間，以保證錨固端擴大頭部分與混凝土之間的有效傳力；

外層的成分包括：纖維：60～70質量份；熱固性樹脂：30～40質量份。外層直接與混凝土接觸，對強度的要求較高，因此纖維含量較高。

內層的成分包括：雙向纖維布：40～50質量份；熱塑性樹脂：50～60質量份。內層樹脂的含量較高，有利于后期加熱軟化并與FRP筋形成一體。

所述外層包纏在所述內層上并與所述內層一體固化。

所述纖維為連續纖維；所述熱固性樹脂為環氧樹脂、乙烯基樹脂或不飽和樹脂。

所述熱塑性樹脂為熱塑性環氧樹脂。

所述縮緊段的表面形狀為錐形面或弧形面。

所述擴大端頭長度應不小于FRP筋直徑的4倍，擴大端頭外層的最大直徑應不小于FRP筋直徑的2倍。

一種FRP筋錨固用擴大端頭的加工方法，其特征在于：采用模具進行加工，所述模具包括具有型腔的凹模和具有芯棒的凸膜，加工方法具體包括：

在芯棒上纏繞浸漬熱塑性樹脂的雙向纖維布作為內層，為了保證纖維含量達到預期值(質量分數40～50％)，在纏繞浸潤樹脂后的雙向布時應進行拉緊和擠壓，使雙向布在壓緊的情況下充分浸潤樹脂；