一種混凝土結構用復合材料筋的制備方法技術

本發明專利技術提供了一種混凝土結構用復合材料筋的制備方法，其復合材料筋由單向玻璃纖維復合材料芯和碳纖維螺旋凸起組成，其制備工藝如下：首先，浸好樹脂的單向玻璃纖維束在牽拉力的牽引下經過模具定型為單向玻璃纖維復合材料芯；然后，在固化前表面螺旋纏繞碳纖維復合材料，調整纏繞參數使一股或多股碳纖維束按一定螺距纏繞，形成螺紋；最后，一起固化成型，按要求長度截取即得到混凝土結構用復合材料筋。本發明專利技術通過碳纖維復合材料螺旋外層和玻璃纖維復合材料芯棒的復合、改變碳纖維纏繞角度和纏繞的螺距，調整復合材料筋的熱膨脹系數，使其更接近混凝土的熱膨脹系數，降低了復合材料筋和混凝土的溫度應力。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種建筑行業混凝土結構用復合材料筋的制造方法。
技術介紹
建筑領域，鋼筋混凝土結構得到了廣泛的應用，在滿足工業、民用等各方面要求的同時，也暴露出以鋼筋作為主要受拉構件所存在的耐久性不足的問題，而復合材料(纖維增強塑料FRP)具有輕質高強、耐腐蝕、熱膨脹系數與混凝土相似等優點，能與混凝土同時使用，因此FRP筋得到了廣泛關注。復合材料筋現在一般采用拉擠成型工藝制得，市場上有GFRP筋、CFRP筋、AFRP筋以及混雜纖維復合材料筋等。專利CN2632321Y公開了一種復合材料錨桿的制備方法，涉及復合材料桿體拉擠成型工藝方法。對于一些使用環境比較苛刻的情況，采用單一纖維或通常所用的混雜纖維增強復合材料筋加強混凝土，由于單一纖維的熱膨脹系數軸向為一定值，單一纖維增強復合材料筋與混凝土熱膨脹系數還有一定差距；采用混雜纖維制得的FRP筋可以通過調節不同纖維的含量改善其整體軸向熱膨脹系數，但是采用拉擠工藝直接制成FRP筋，對于具體使用條件下的混凝土熱膨脹系數適應性不好。本專利技術提供一種碳纖維纏繞在玻璃纖維拉擠芯棒上制備與混凝土熱膨脹系數接近的FRP筋的制造方法，解決上述問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種建筑行業混凝土結構用復合材料筋的制造方法，具體為與混凝土熱膨脹系數接近的復合材料筋的制造方法。本專利技術的技術方案，其復合材料筋由單向玻璃纖維復合材料芯和碳纖維螺旋凸起組成，其制備工藝如下首先，浸好樹脂的單向玻璃纖維束在拉力的牽引下經過模具定型為單向玻璃纖維復合材料芯；然后，在其固化前表面螺旋纏繞碳纖維復合材料，調整纏繞參數使一股或多股碳纖維束按設計螺距纏繞，形成螺紋；最后，一起固化成型，即得到混凝土結構用復合材料筋。整個過程連續生產，復合材料筋的長度可按實際需要進行截取，長度任意選擇。本專利技術的制備方法中，通過改變碳纖維纏繞角度和纏繞螺距調整復合材料筋的熱膨脹系數，使其更接近混凝土的熱膨脹系數，降低復合材料筋和混凝土的溫度應力。本專利技術在玻璃纖維復合材料芯外層纏繞碳纖維束，依據復合效應，在一定范圍內改變碳纖維纏繞角度、纏繞螺距的方式，達到改變復合材料筋的軸向熱膨脹系數的目的，使其能更接近混凝土的熱膨脹系數。本專利技術和現有的復合材料筋相比，在保證一定的比強度、耐腐蝕的性能要求時，其熱膨脹系數與單一纖維和混雜纖維的FRP筋的熱膨脹系數相比更接近于混凝土的熱膨脹系數，可操作性也較強。附圖說明圖1為本專利技術方法制備的混凝土結構用復合材料筋的結構示意圖； 圖2為本專利技術方法制備的混凝土結構用復合材料筋的剖示 圖3為實施例1制備的混凝土結構用復合材料筋的剖示 圖4為實施例2制備的混凝土結構用復合材料筋的結構示意 其中1_單向玻璃纖維復合材料芯；2_碳纖維復合材料螺旋凸起。具體實施例方式實施例1 某尺寸混凝土用復合材料筋尺寸總長度為1600mm，直徑30mm。其中玻璃纖維芯直徑26mm，碳纖維螺紋高度2mm，螺距8mm，兩股紗交叉纏繞，如圖3。制備工藝如下首先，浸好樹脂的單向玻璃纖維束在拉力的牽引下經過直徑26mm的模具定型；然后，固化前表面螺旋纏繞碳纖維雙束紗，兩束紗交叉，紗片厚度控制為2_，調整纏繞參數使碳纖維束按螺距8mm纏繞，形成螺紋凸起2 ;最后，一起固化后，截取長度1600mm即得到復合材料筋。實施例2 某尺寸混凝土用復合材料筋尺寸總長度為2000mm，直徑20mm。其中玻璃纖維芯直徑16mm,碳纖維復合材料螺紋高度2mm,螺距5_，單螺紋纏繞,如圖4。制備工藝如下首先，浸好樹脂的單向玻璃纖維束在拉力的牽引下經過直徑16mm的模具定型后；然后，固化前表面螺旋纏繞碳纖維單束紗，紗片厚度控制為2mm，調整纏繞參數使碳纖維束按螺距5mm纏繞，形成螺紋凸起2 ;最后，一起固化后，截取2000_長度即得到復合材料筋。在上述附圖及實施例中已經描述了本專利技術的一些示例性實施方案，但是這些實施方案只是對廣義專利技術進行舉例說明，本專利技術并不限于所述的具體實例，凡是不違背本專利技術所述實質的各種變型，均應為本專利技術請求保護的范圍。權利要求1.，其復合材料筋由單向玻璃纖維復合材料芯(I)和碳纖維螺旋凸起(2)組成，其特征在于制備工藝如下首先，浸好樹脂的單向玻璃纖維束在牽拉力的牽引下經過模具定型為單向玻璃纖維復合材料芯(I);然后，在其固化前表面螺旋纏繞碳纖維復合材料，調整纏繞參數使一股或多股碳纖維束按設計螺距纏繞，形成螺紋；最后，一起固化成型即得到混凝土結構用復合材料筋。2.根據權利要求1所述的，其特征在于改變碳纖維纏繞角度和纏繞螺距來調整復合材料筋的熱膨脹系數，使其更接近混凝土的熱膨脹系數，降低復合材料筋和混凝土的溫度應力。3.根據權利要求1所述的，該復合材料筋的長度按實際需要進行截取，長度任意選擇。全文摘要本專利技術提供了，其復合材料筋由單向玻璃纖維復合材料芯和碳纖維螺旋凸起組成，其制備工藝如下首先，浸好樹脂的單向玻璃纖維束在牽拉力的牽引下經過模具定型為單向玻璃纖維復合材料芯；然后，在固化前表面螺旋纏繞碳纖維復合材料，調整纏繞參數使一股或多股碳纖維束按一定螺距纏繞，形成螺紋；最后，一起固化成型，按要求長度截取即得到混凝土結構用復合材料筋。本專利技術通過碳纖維復合材料螺旋外層和玻璃纖維復合材料芯棒的復合、改變碳纖維纏繞角度和纏繞的螺距，調整復合材料筋的熱膨脹系數，使其更接近混凝土的熱膨脹系數，降低了復合材料筋和混凝土的溫度應力。文檔編號B29C70/52GK102990949SQ20121056490公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日專利技術者蔡浩鵬, 王鈞, 王發洲, 程華 申請人:武漢理工大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混凝土結構用復合材料筋的制備方法，其復合材料筋由單向玻璃纖維復合材料芯（1）和碳纖維螺旋凸起（2）組成，其特征在于制備工藝如下：首先，浸好樹脂的單向玻璃纖維束在牽拉力的牽引下經過模具定型為單向玻璃纖維復合材料芯（1）；然后，在其固化前表面螺旋纏繞碳纖維復合材料，調整纏繞參數使一股或多股碳纖維束按設計螺距纏繞，形成螺紋；最后，一起固化成型即得到混凝土結構用復合材料筋。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔡浩鵬，王鈞，王發洲，程華，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：