一種適用于鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于鋼—連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法，該纖維復(fù)合筋由螺紋鋼筋內(nèi)芯、纖維布以及玄武巖纖維束復(fù)合而成，具有合理的構(gòu)造結(jié)構(gòu)，且作為增強材料使用的纖維布及玄武巖纖維束均采用樹脂充分浸漬，能有效的滿足于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計強度，同時，還能克服現(xiàn)有纖維增強復(fù)合材料（FRP）存在材料脆性強、價格高等缺陷，適宜廣泛推廣使用，本發(fā)明制備方法簡單，采用玄武巖纖維束的環(huán)向纏繞能有效的填補螺紋鋼筋內(nèi)芯凸起肋與纖維布之間存在的空隙，大大減小縱向纖維（纖維布）與螺紋鋼筋復(fù)合時，纖維布局部彎曲對其強度、剛度的削弱。
【專利說明】一種適用于鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明是一種適用于鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法，具體涉及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 中使用的復(fù)合筋增強材料的制備工藝，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，也是目前 建筑工程中較常見的一種施工形式，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材料，其綜合性能較強，但卻存在容易腐蝕等缺 點，基于這一情況，近年來，纖維增強復(fù)合材料（FRP)由于其輕質(zhì)高強的特性逐漸得到廣泛 應(yīng)用，例如，專利文獻CN1936206A (鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋增強混凝土抗震結(jié)構(gòu)）即公開了使 用該纖維增強復(fù)合材料（FRP)與混凝土粘結(jié)形成的一種抗震結(jié)構(gòu)，但在實際使用時，該纖 維增強復(fù)合材料（FRP)卻還存在材料脆性強、價格高等缺陷，為此，國內(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)、價格低的新型復(fù)合材料加強筋，但目前，對 鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋（SFCB)的研究在國內(nèi)外還處于初級階段，沒有成熟的產(chǎn)品，當(dāng)然，其生 產(chǎn)工藝也沒有定型化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種適用于鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法，采用螺紋鋼 筋內(nèi)芯、纖維布以及玄武巖纖維束復(fù)合而成，具有合理的構(gòu)造結(jié)構(gòu)，且作為增強材料使用的 纖維布及玄武巖纖維束均采用樹脂充分浸漬，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)計強度，同時，還能克服現(xiàn)有纖維增強復(fù)合材料（FRP)存在材 料脆性強、價格高等缺陷，實際使用效果良好。
[0004] 本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種適用于鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法，該 纖維復(fù)合筋克服了現(xiàn)有纖維增強復(fù)合材料（FRP)存在材料脆性強、價格高等缺陷，具有較強 的綜合性能，且價格低廉，在本發(fā)明中，該纖維復(fù)合筋主要由螺紋鋼筋內(nèi)芯、纖維布和玄武 巖纖維束復(fù)合而成，其復(fù)合步驟包括： A :除污：用砂紙除去螺紋鋼筋內(nèi)芯外表面的繡污，然后使用丙酮將螺紋鋼筋內(nèi)芯清洗 干凈； B :包裹纖維布：在纖維布上涂刷樹脂，待環(huán)氧樹脂浸漬飽滿后，將纖維布包裹于螺紋 鋼筋內(nèi)芯的外表面并與之形成螺紋筋； B :纏繞玄武巖纖維束：將浸漬有樹脂的玄武巖纖維束沿螺紋筋的肋牙環(huán)向纏繞，形成 纖維復(fù)合筋； D:固化成型。
[0005] 由于現(xiàn)有市面上購買的螺紋鋼筋兩側(cè)均帶有對稱的縱向通長肋，并造成復(fù)合而成 的纖維復(fù)合筋截面呈橢圓形結(jié)構(gòu)，為此，本發(fā)明所述的制備方法還包括對螺紋鋼筋內(nèi)芯的 加工步驟：首先，使用打磨機除去螺紋鋼筋兩側(cè)對稱的縱向通長肋，然后，使用酒精擦洗干 凈后，再進行所述的A步驟。
[0006] 固化成型是本發(fā)明制備過程中的一個重要工藝過程，在所述的D步驟中，固化成 型包括： a :將步驟C制得的纖維復(fù)合筋送入樹脂浸漬裝置，完成樹脂對纖維復(fù)合筋的浸漬； b :將浸漬有樹脂的纖維復(fù)合筋送入預(yù)成型模具完成多余樹脂的擠除； c :使用塑膠帶，對從預(yù)成型模具出來的纖維復(fù)合筋進行環(huán)向纏繞； d :將上述步驟c制得的纖維復(fù)合筋送入固化模具，完成纖維復(fù)合筋的固化成型； e :待樹脂固化后除去塑膠帶，制得表面帶有肋紋的纖維復(fù)合筋。
[0007] 在本發(fā)明中，所述的纖維布為碳纖維布或玄武巖纖維布，兩者各具特點，其中，碳 纖維布性能穩(wěn)定，彈性模量較高，綜合性能也十分優(yōu)越；玄武巖纖維布則是一種無機材料， 延性較好，性價比較高。
[0008] 在本發(fā)明中，所述的樹脂為環(huán)氧樹脂，如：Atlac430環(huán)氧雙酚A乙烯基樹脂。
[0009] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果： (1)本發(fā)明涉及的纖維復(fù)合筋構(gòu)造設(shè)計合理，主要由螺紋鋼筋內(nèi)芯、纖維布以及玄武 巖纖維束復(fù)合而成，且作為增強材料使用的纖維布及玄武巖纖維束均采用樹脂充分浸漬， 不僅能有效的滿足于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計強度，同時，還能克服現(xiàn)有纖維增強復(fù)合材料 (FRP)存在材料脆性強、價格高等缺陷，具有較強的綜合性能，且價格低廉，適宜廣泛推廣使 用。
[0010] (2)本發(fā)明制備方法簡單，采用玄武巖纖維束的環(huán)向纏繞能有效的填補螺紋鋼筋 內(nèi)芯凸起肋與纖維布之間存在的空隙，大大減小縱向纖維(纖維布）與螺紋鋼筋復(fù)合時，纖 維布局部彎曲對其強度、剛度的削弱。
[0011] (3)本發(fā)明在對螺紋鋼筋內(nèi)芯進行清理前，還需進行打磨操作，主要由于現(xiàn)有市面 上購買的螺紋鋼筋兩側(cè)均帶有對稱的縱向通長肋，往往會造成復(fù)合而成的纖維復(fù)合筋截面 呈橢圓形結(jié)構(gòu)，為此，在對螺紋鋼筋內(nèi)芯除污步驟前，還需采用打磨機對其進行去除，操作 簡單、快捷。
[0012] (4)本發(fā)明提出了纖維復(fù)合筋表面肋紋的處理方法，采用塑料袋在樹脂固化前，對 纖維復(fù)合筋進行纏繞肋制，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)合筋的實用性。

【具體實施方式】
[0013] 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一步詳細的說明。
[0014] 應(yīng)該指出，以下詳細說明都是示例性的，旨在對所要求的本發(fā)明提供進一步的說 明，除非另有說明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(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。
[0015] 鋼筋是目前RC結(jié)構(gòu)(鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)）中廣泛使用的增強材料，應(yīng)具備較強的綜 合性能，但基于現(xiàn)有纖維增強復(fù)合材料（FRP)存在材料脆性強、價格高等缺陷，本發(fā)明提出 了一種適用于鋼一連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法，該纖維復(fù)合筋克服不僅具有較強的綜合性 能，其價格也十分低廉。該纖維復(fù)合筋主要由螺紋鋼筋內(nèi)芯、纖維布以及玄武巖纖維束復(fù)合 而成，具有合理的構(gòu)造結(jié)構(gòu)，且作為增強材料使用的纖維布及玄武巖纖維束均采用樹脂充 分浸漬，不僅能有效的滿足于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計強度，同時，還能克服現(xiàn)有纖維增強復(fù) 合材料（FRP )存在材料脆性強、價格高等缺陷，具有較強的綜合性能，且價格低廉，適宜廣泛 推廣使用。
[0016] 以下是對本發(fā)明所述纖維復(fù)合筋的進一步描述： 本發(fā)明涉及的纖維復(fù)合筋包含有以下三個部分： (a) :螺紋鋼筋內(nèi)芯； (b) :纖維布，該纖維布包裹于螺紋鋼筋內(nèi)芯的外表面并與之形成螺紋筋，可選用碳纖 維布(如：T700- 12K碳纖維)或玄武巖纖維布(如：CBF13- 2400Tex玄武巖纖維)制作而成； (c) :環(huán)向纏繞于螺紋筋肋牙間的玄武巖纖維束，能有效的填補螺紋鋼筋內(nèi)芯凸起肋與 纖維布之間存在的空隙，大大減小縱向纖維(纖維布）與螺紋鋼筋復(fù)合時，纖維布局部彎曲 對其強度、剛度的削弱。
[0017] 在上述結(jié)構(gòu)中，纖維布以及玄武巖纖維束上均浸漬有樹脂，在實際制作過程中，可 在樹脂混合器中完成樹脂的充分浸漬，以達到鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工設(shè)計強度，設(shè)計十分 合理，其中，樹脂可選用環(huán)氧樹脂，如：Atlac430環(huán)氧雙酚A乙烯基樹脂。
[0018] 下面以兩個典型實施例來列舉說明本發(fā)明的具體制備方法，當(dāng)然，本發(fā)明的保護 范圍并不局限于以下實施例。
[0019] 實施例1 : 在實施例中，纖維復(fù)合筋的制備方法具體包括以下步驟： (1)加工：將購買的HRB400型螺紋鋼筋加工制成螺紋鋼筋內(nèi)芯，HRB400型螺紋鋼筋的 基本性能如表1所不：

【權(quán)利要求】
1. 一種適用于鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法，其特征在于：該纖維復(fù)合筋主要由螺 紋鋼筋內(nèi)芯、纖維布和玄武巖纖維束復(fù)合而成，其復(fù)合步驟包括： A :除污：用砂紙除去螺紋鋼筋內(nèi)芯外表面的繡污，然后使用丙酮將螺紋鋼筋內(nèi)芯清洗 干凈； B :包裹纖維布：在纖維布上涂刷樹脂，待環(huán)氧樹脂浸漬飽滿后，將纖維布包裹于螺紋 鋼筋內(nèi)芯的外表面并與之形成螺紋筋； C :纏繞玄武巖纖維束：將浸漬有樹脂的玄武巖纖維束沿螺紋筋的肋牙環(huán)向纏繞，形成 纖維復(fù)合筋； D:固化成型。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法，其特征在于： 所述的制備方法還包括對螺紋鋼筋內(nèi)芯的加工步驟：首先，使用打磨機除去螺紋鋼筋兩側(cè) 對稱的縱向通長肋，然后，使用酒精擦洗干凈后，再進行所述的A步驟。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法，其特征在于： 在所述的D步驟中，固化成型包括： a :將步驟C制得的纖維復(fù)合筋送入樹脂浸漬裝置，完成樹脂對纖維復(fù)合筋的浸漬； b :將浸漬有樹脂的纖維復(fù)合筋送入預(yù)成型模具完成多余樹脂的擠除； c :使用塑膠帶，對從預(yù)成型模具出來的纖維復(fù)合筋進行環(huán)向纏繞； d :將上述步驟c制得的纖維復(fù)合筋送入固化模具，完成纖維復(fù)合筋的固化成型； e :待樹脂固化后除去塑膠帶，制得表面帶有肋紋的纖維復(fù)合筋。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的一種適用于鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法，其 特征在于：所述的纖維布為碳纖維布或玄武巖纖維布。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項所述的一種適用于鋼-連續(xù)纖維復(fù)合筋的制備方法，其 特征在于：所述的樹脂為環(huán)氧樹脂。
【文檔編號】B29C70/32GK104085117SQ201410269466
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】王靈 申請人:四川航天五源復(fù)合材料有限公司