[發明專利]一種新型智能FRP可彎曲復合鋼

在審

• 申請號: 202010578703.8
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111663714A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 溫宇立;張黎飛;馬延鋆
• 申請（專利權）人: 廣東海洋大學
• 主分類號: E04C5/02
• 分類號: E04C5/02;E04C5/07;G01B11/16;G01B11/00;G01N21/84
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務所有限公司 44228
• 代理人: 李慧

本發明公開了一種新型智能FRP可彎曲復合鋼，呈圓柱體，從其中心到最外層，包括依次包裹的核心鋼筋、高強鋼絲、高彈性模量FRP筋、低彈性模量FRP筋及筋材基體，所述低彈性模量FRP筋中均布有智能光纖傳感器。本發明具有耐火、耐腐蝕、可半剛性彎曲及智能監測等，可作為一種高性能建筑筋材。

技術領域

本發明涉及建筑材料技術領域，特別涉及一種新型智能FRP可彎曲復合鋼。

背景技術

隨著國家經濟的發展，基礎設施建設的工程日益增多，鋼筋混凝土或FRP混凝土作為建筑工程中常用的材料被廣泛地應用在各類基礎設施建設中。混凝土材料是由膠凝材料如水泥、沙子、石子和水，經過與摻和材料、外加劑等按一定比例拌合而成，凝固養護后具有良好的抗壓力學性能，但由于材料的特性，混凝土的抗拉力學性能較差，容易在拉伸作用下而發生斷裂。為了解決混凝土受拉性能不足的缺點，充分發揮抗壓能力強的特性，常在混凝土受拉區域內或特定部位加入一定數量的抗拉性能強的受力鋼筋或FRP筋，使兩種材料粘結為一個整體后，共同承受外力作用，同時具有較好的抗拉以及抗壓的力學性能。傳統筋材如螺紋鋼、鋼絞線、FRP筋等在我國基礎工程建設中使用廣泛，但在實際使用過程中或多或少均存在問題如下：

(1)傳統螺紋鋼耐腐蝕性差，不耐火，在橋梁、路面、港口、海洋工程等重要工程中更由于鋼筋銹蝕導致的性能嚴重退化問題十分嚴重；

(2)鋼絞線塑性變形差，不耐火，耐腐蝕性差，在橋梁、超高層建筑中使用和維護成本高昂；

(3)FRP筋無塑性變形，不耐火，彈性模量低，易老化，層間剪切強度低，抗剪性能和抗壓性能差。

同時隨著社會發展，橋梁、港口等大型建筑等城市生命線工程的安全維護需求也對結構筋材的安全監測提出了更高的要求。

因此，本發明基于不同材料屬性，將核心鋼筋、高強鋼絲、高彈性模量FRP筋、低彈性模量FRP筋相結合，同時引入智能光纖傳感纖維，形成一種高性能、半柔性、智能監測的多功能筋材。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型智能FRP可彎曲復合鋼，具有耐火、耐腐蝕、可半剛性彎曲及智能監測等，可作為一種高性能建筑筋材。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種新型智能FRP可彎曲復合鋼，呈圓柱體，從其中心到最外層，包括依次包裹的核心鋼筋、高強鋼絲、高彈性模量FRP筋、低彈性模量FRP筋及筋材基體，所述低彈性模量FRP筋中均布有智能光纖傳感器。

所述核心鋼筋的外表面軸向均勻設有與高強鋼絲相吻合的溝槽，所述溝槽中設有高強鋼絲。

所述高強鋼絲通過高強過氧樹脂膠粘附在核心鋼筋的溝槽中。

所述高強鋼絲的外側通過高強過氧樹脂膠粘附有高彈性模量FRP筋。

所述高彈性模量FRP筋的外側通過混合過膠粘附有低彈性模量FRP筋。

所述低彈性模量FRP筋的外部包裹有筋材基體。

所述高彈性模量FRP筋為高彈性模量纖維制作成，所述高彈性模量纖維的粗細細于高強鋼絲的直徑。

所述智能光纖傳感器按照圓周方向間隔30°設置。

所述筋材基體為一種耐火的高強樹脂基體。

與現有技術相比，本發明的優點是：

該結構在各受力變形階段能夠保持良好的力學屬性，可以實現半剛性彎曲運輸與綁扎，可以直接裸露在空氣中并且保持良好的耐久性，通過改善基體和FRP纖維導熱性能提高筋材高溫工作性能。與傳統筋材相比，優勢在于：