一種帶肋紋的鋼—連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種帶肋紋的鋼—連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，該方法是將浸漬有樹(shù)脂的纖維粗紗以及纖維紗束依次復(fù)合在鋼筋表面并形成纖維復(fù)合筋的制作工藝，并在復(fù)合形成的纖維復(fù)合筋外表面設(shè)置有提高其粘結(jié)性能的表面肋紋，具有合理的構(gòu)造結(jié)構(gòu)，且作為增強(qiáng)材料使用的纖維紗束采用樹(shù)脂充分浸漬，其內(nèi)外界面均具有良好的粘結(jié)性能，能有效的滿足于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，同時(shí)，還能克服現(xiàn)有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）存在材料脆性強(qiáng)、價(jià)格高等缺陷，實(shí)際使用效果良好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，具體涉及鋼筋混凝 土結(jié)構(gòu)中使用的復(fù)合筋增強(qiáng)材料的制作工藝，屬于復(fù)合材料領(lǐng)域。。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（RC結(jié)構(gòu)）是用鋼筋和混凝土建造的一種結(jié)構(gòu)，鋼筋承受拉力，混 凝土承受壓力，具有堅(jiān)固、耐久、防火性能好、比鋼結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材和成本低等優(yōu)點(diǎn)，也是目前 建筑工程中較常見(jiàn)的一種施工形式，多用于各種超高建筑、大跨度結(jié)構(gòu)，如橋梁、隧道等載 荷結(jié)構(gòu)。在其結(jié)構(gòu)中，鋼筋作為基本的增強(qiáng)材料，其綜合性能較強(qiáng)，但卻存在容易腐蝕等缺 點(diǎn)，基于這一情況，近年來(lái)，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP)由于其輕質(zhì)高強(qiáng)的特性逐漸得到廣泛 應(yīng)用，例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1936206A (鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋增強(qiáng)混凝土抗震結(jié)構(gòu)）即公開(kāi)了使 用該纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP)與混凝土粘結(jié)形成的一種抗震結(jié)構(gòu)，但在實(shí)際使用時(shí)，該纖 維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP)卻還存在材料脆性強(qiáng)、價(jià)格高等缺陷，為此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出用不同 纖維的混雜或者纖維包裹鋼筋得到綜合性能優(yōu)、價(jià)格低的新型復(fù)合材料加強(qiáng)筋，但目前，對(duì) 鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋（SFCB)的研究在國(guó)內(nèi)外還處于初級(jí)階段，沒(méi)有成熟的產(chǎn)品，當(dāng)然，其生 產(chǎn)工藝也沒(méi)有定型化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，采用 螺紋鋼筋作為內(nèi)芯，依次使用纖維粗紗以及纖維紗束復(fù)合而成，并在復(fù)合形成的纖維復(fù)合 筋外表面設(shè)置有提高其粘結(jié)性能的表面肋紋，具有合理的構(gòu)造結(jié)構(gòu)，且作為增強(qiáng)材料使用 的纖維紗束采用樹(shù)脂充分浸漬，其內(nèi)外界面均具有良好的粘結(jié)性能，能有效的滿足于鋼筋 混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，同時(shí)，還能克服現(xiàn)有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP)存在材料脆性強(qiáng)、價(jià) 格高等缺陷，實(shí)際使用效果良好。
[0004] 本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方 法，該纖維復(fù)合筋克服了現(xiàn)有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP)存在材料脆性強(qiáng)、價(jià)格高等缺陷，具 有較強(qiáng)的綜合性能，且價(jià)格低廉，在本發(fā)明中，該方法是將浸漬有樹(shù)脂的纖維粗紗以及纖維 紗束依次復(fù)合在鋼筋表面并形成纖維復(fù)合筋的制作工藝，包括以下步驟： A :選擇螺紋鋼筋作為鋼筋內(nèi)芯，采用打磨機(jī)除去該螺紋鋼筋兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的縱向通長(zhǎng)肋， 制得螺紋筋材，并用酒精擦洗干凈； B :采用纖維粗紗對(duì)步驟A制得的螺紋筋材進(jìn)行環(huán)向纏繞； C :將步驟B制得的鋼筋材料放置在排紗座上，將浸漬有樹(shù)脂的纖維紗束經(jīng)排紗器均勻 布置在鋼筋內(nèi)芯的外側(cè)； D :使用牽引裝置將鋼筋材料和纖維紗束連續(xù)送入擠壓裝置，完成纖維復(fù)合筋的預(yù)成 型； E :使用電動(dòng)纏繞機(jī)帶動(dòng)塑膠帶，對(duì)從擠壓裝置出來(lái)的纖維復(fù)合筋進(jìn)行環(huán)向纏繞； F :將纏繞有塑膠帶的纖維復(fù)合筋送入固化爐，完成纖維復(fù)合筋的復(fù)合。
[0005] 本發(fā)明適用于直徑為8?12mm的螺紋鋼筋的工業(yè)制備，因此，在本發(fā)明中，所述的 鋼筋內(nèi)芯采用直徑為8?12mm的螺紋鋼筋。
[0006] 為更好的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在所述的纖維粗紗上涂刷有樹(shù)脂，所述的纖維粗紗沿螺紋 筋材凸起肋之間的空隙進(jìn)行環(huán)向纏繞，可用于填補(bǔ)螺紋鋼筋螺紋間的間隙，同時(shí)，可以在鋼 筋內(nèi)芯與纖維紗束復(fù)合并拉擠成復(fù)合筋時(shí)，增強(qiáng)螺紋鋼筋與纖維紗束(縱向纖維）之間的粘 結(jié)性能和整體性。
[0007] 理論上，該環(huán)向纏繞的纖維粗紗在纖維復(fù)合筋軸向受力時(shí)，基本不發(fā)揮作用，故可 采用低成本的連續(xù)纖維，即：所述的纖維粗紗為玄武巖纖維或玻璃纖維。
[0008] 所述纖維紗束的浸漬方法包括：將纖維紗束以紗錠的形式設(shè)置在紗架上，再采用 排紗架將紗錠上的纖維紗束引入盛裝有樹(shù)脂的浸漬槽內(nèi)，待纖維紗束浸漬充分后，再使用 排紗器將該纖維紗束均勻布置在鋼筋內(nèi)芯的外側(cè)，在本發(fā)明中，纖維紗束的浸漬采用直槽 浸漬的方法，操作簡(jiǎn)單、快捷。
[0009] 進(jìn)一步的，在所述的紗架上紗錠的設(shè)置數(shù)量為20?40目。
[0010] 在本發(fā)明中，所述的纖維紗束為玄武巖紗束或碳纖維紗束。
[0011] 所述的樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂，如：Atlac430環(huán)氧雙酚A乙烯基樹(shù)脂。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果： (1)本發(fā)明涉及的纖維復(fù)合筋構(gòu)造設(shè)計(jì)合理，主要由螺紋鋼筋、纖維粗紗以及纖維紗束 復(fù)合而成，且作為增強(qiáng)材料使用的纖維粗紗和纖維紗束均采用樹(shù)脂充分浸漬，不僅能有效 的滿足于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，同時(shí)，還能克服現(xiàn)有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP)存在材 料脆性強(qiáng)、價(jià)格高等缺陷，具有較強(qiáng)的綜合性能，且價(jià)格低廉，適宜廣泛推廣使用。
[0013] (2)本發(fā)明采用玄武巖纖維或玻璃纖維作為纖維粗紗進(jìn)行環(huán)向纏繞，理論上，該環(huán) 向纏繞的纖維粗紗在纖維復(fù)合筋軸向受力時(shí)，基本不發(fā)揮作用，故可采用低成本的連續(xù)纖 維，生產(chǎn)成本十分低廉。
[0014] (3)本發(fā)明在使用纖維粗紗對(duì)螺紋鋼筋內(nèi)芯進(jìn)行纏繞前，還需進(jìn)行打磨操作，主要 由于現(xiàn)有市面上購(gòu)買(mǎi)的螺紋鋼筋兩側(cè)均帶有對(duì)稱(chēng)的縱向通長(zhǎng)肋，往往會(huì)造成復(fù)合而成的纖 維復(fù)合筋截面呈橢圓形結(jié)構(gòu)，為此，還需采用打磨機(jī)對(duì)其進(jìn)行去除，操作簡(jiǎn)單、快捷。
[0015] (4)本發(fā)明提出了纖維復(fù)合筋表面肋紋的處理方法，采用塑膠帶在樹(shù)脂固化前，對(duì) 纖維復(fù)合筋進(jìn)行纏繞肋制，能更有效的保證纖維復(fù)合筋與外部介質(zhì)(如混凝土）具有良好的 粘接性能，從而提高纖維復(fù)合筋的實(shí)用性。

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面將本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0017] 應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是示例性的，旨在對(duì)所要求的本發(fā)明提供進(jìn)一步的說(shuō) 明，除非另有說(shuō)明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技 術(shù)人員通常理解的相同含義。
[0018] 鋼筋是目前RC結(jié)構(gòu)(鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))中廣泛使用的增強(qiáng)材料，應(yīng)具備較強(qiáng)的綜合 性能，但基于現(xiàn)有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP)存在材料脆性強(qiáng)、價(jià)格高等缺陷，本發(fā)明提出了 一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，該纖維復(fù)合筋主要由螺紋鋼筋、纖維 粗紗以及纖維紗束復(fù)合而成，表面采用肋紋處理，具有合理的構(gòu)造結(jié)構(gòu)，且作為增強(qiáng)材料使 用的纖維粗紗以及纖維紗束均采用樹(shù)脂充分浸漬，不僅能有效的滿足于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的 設(shè)計(jì)強(qiáng)度，同時(shí)，還能克服現(xiàn)有纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP)存在材料脆性強(qiáng)、價(jià)格高等缺陷，具 有較強(qiáng)的綜合性能，且價(jià)格低廉，適宜廣泛推廣使用。
[0019] 以下是對(duì)本發(fā)明所述纖維復(fù)合筋的進(jìn)一步描述： 本發(fā)明涉及的纖維復(fù)合筋包含有以下三個(gè)部分： A :鋼筋內(nèi)芯：選擇直徑為8?12mm的螺紋鋼筋作為鋼筋內(nèi)芯； B :纖維粗紗：環(huán)向纏繞于螺紋鋼筋的螺紋間隙，理論上，該環(huán)向纏繞的纖維粗紗在纖 維復(fù)合筋軸向受力時(shí)，基本不發(fā)揮作用，故可采用低成本的連續(xù)纖維，即：玄武巖纖維或玻 璃纖維。
[0020] C :纖維紗束：縱向均勻布置在鋼筋內(nèi)芯的外側(cè)，可選用玄武巖紗束或碳纖維紗 束， 在上述結(jié)構(gòu)中，纖維粗紗和纖維紗束上均浸漬有樹(shù)脂，在實(shí)際制作過(guò)程中，可在樹(shù)脂 混合器中完成樹(shù)脂的充分浸漬，以達(dá)到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計(jì)強(qiáng)度，設(shè)計(jì)十分合理，其 中，樹(shù)脂可選用環(huán)氧樹(shù)脂，如：Atlac430環(huán)氧雙酚A乙烯基樹(shù)脂。
[0021] 采用本發(fā)明方法復(fù)合而成的纖維復(fù)合筋還具良好的粘結(jié)性能，主要通過(guò)對(duì)其表面 的肋紋處理而實(shí)現(xiàn)，下面以一個(gè)典型實(shí)施例來(lái)列舉說(shuō)明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，當(dāng)然，本發(fā) 明的保護(hù)范圍并不局限于以下實(shí)施例。
[0022] 本方法是纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，是將浸漬有樹(shù)脂的纖維粗紗以及纖維紗束 依次復(fù)合在鋼筋表面并形成纖維復(fù)合筋的制作工藝，在本實(shí)施例中，其制備方法具體包括 以下步驟： (1) 內(nèi)芯加工：選擇1〇_直徑的螺紋鋼筋(如：HRB400型螺紋鋼筋)作為鋼筋內(nèi)芯，采用 打磨機(jī)除去該螺紋鋼筋兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的縱向通長(zhǎng)肋，制得螺紋筋材，并用酒精擦洗干凈，HRB400 型螺紋鋼筋的基本性能如表1所示： 表1

【權(quán)利要求】
1. 一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，其特征在于：該方法是將浸漬 有樹(shù)脂的纖維粗紗以及纖維紗束依次復(fù)合在鋼筋表面并形成纖維復(fù)合筋的制作工藝，包括 以下步驟： A :選擇螺紋鋼筋作為鋼筋內(nèi)芯，采用打磨機(jī)除去該螺紋鋼筋兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的縱向通長(zhǎng)肋， 制得螺紋筋材，并用酒精擦洗干凈； B :采用纖維粗紗對(duì)步驟A制得的螺紋筋材進(jìn)行環(huán)向纏繞； C :將步驟B制得的鋼筋材料放置在排紗座上，將浸漬有樹(shù)脂的纖維紗束經(jīng)排紗器均勻 布置在鋼筋內(nèi)芯的外側(cè)； D :使用牽引裝置將鋼筋材料和纖維紗束連續(xù)送入擠壓裝置，完成纖維復(fù)合筋的預(yù)成 型； E :使用電動(dòng)纏繞機(jī)帶動(dòng)塑膠帶，對(duì)從擠壓裝置出來(lái)的纖維復(fù)合筋進(jìn)行環(huán)向纏繞； F :將纏繞有塑膠帶的纖維復(fù)合筋送入固化爐，完成纖維復(fù)合筋的復(fù)合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，其特征 在于：所述的鋼筋內(nèi)芯采用直徑為8?12mm的螺紋鋼筋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，其特征 在于：所述的纖維粗紗沿螺紋筋材凸起肋之間的空隙進(jìn)行環(huán)向纏繞。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，其特征 在于：所述的纖維粗紗為玄武巖纖維或玻璃纖維。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，其特征 在于：所述纖維紗束的浸漬方法包括：將纖維紗束以紗錠的形式設(shè)置在紗架上，再采用排 紗架將紗錠上的纖維紗束引入盛裝有樹(shù)脂的浸漬槽內(nèi)，待纖維紗束浸漬充分后，再使用排 紗器將該纖維紗束均勻布置在鋼筋內(nèi)芯的外側(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，其特征 在于：在所述的紗架上紗錠的設(shè)置數(shù)量為20?40目。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方法，其特征 在于：所述的纖維紗束為玄武巖紗束或碳纖維紗束。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)所述的一種帶肋紋的鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的工業(yè)制備方 法，其特征在于：所述的樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂。
【文檔編號(hào)】E04C5/07GK104060768SQ201410274703
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】王靈 申請(qǐng)人:四川航天五源復(fù)合材料有限公司