專利名稱：桿件及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及桿件及其生產(chǎn)方法，更具體涉及可通過(guò)在桿的外周形成石榴石和利用纖維和樹(shù)脂制造桿來(lái)改善桿件與水泥砂漿的結(jié)合強(qiáng)度的桿件及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)可很容易地通過(guò)脫層、破裂等而遭到損壞，由此由于抗壓/抗張強(qiáng)度劣化引起建筑物坍塌。
至于混凝土具有約pH12.5，這是設(shè)計(jì)來(lái)防止增強(qiáng)桿被腐蝕的。
然而，由于碳酸氣、酸性物質(zhì)和氯可滲入鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或聚集體中，從而引起堿性反應(yīng)。這可在增強(qiáng)桿上生銹。此外，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可受天氣條件的影響。亦即，鋼筋混凝土可根據(jù)天氣條件而被中和，導(dǎo)致在增強(qiáng)桿上生銹。
此外，當(dāng)與鋼筋混凝土混合的聚集體由火山巖形成時(shí)，可加速鋼筋混凝土的中和。
當(dāng)桿生銹時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)可由于銹的溶脹而破裂。結(jié)果，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可被損壞。
為了修補(bǔ)鋼筋混凝土或混凝土結(jié)構(gòu)的損壞，已經(jīng)使用了水泥砂漿、混凝土、環(huán)氧樹(shù)脂等。然而，由于修補(bǔ)材料沒(méi)有完全與原結(jié)構(gòu)形成整體，使得在經(jīng)過(guò)預(yù)定時(shí)間之后，修補(bǔ)效果消失。
至于該修補(bǔ)材料，實(shí)例可以是纖維增強(qiáng)塑料(FRB)。FRB由低壓澆鑄的熱固性樹(shù)脂與作為增強(qiáng)材料的玻璃纖維形成，其具有低彈性系數(shù)。因此，難以將FRB應(yīng)用到需要較高剛度的應(yīng)用中。此外，F(xiàn)RB對(duì)濕表面具有低結(jié)合強(qiáng)度。
而且，水泥漿組合物可用作修補(bǔ)材料。具體而言，其用于由于混凝土脫層或缺少覆蓋導(dǎo)致增強(qiáng)桿暴露的結(jié)構(gòu)中。具體而言，含有混凝土粘合劑的水泥漿組合物設(shè)計(jì)為不收縮但具有低結(jié)合力。然而，該水泥漿組合物不能用于在水中實(shí)施的工作中。
近年來(lái)，各種結(jié)構(gòu)輔助材料如防水材料、透明光亮劑、滑動(dòng)保護(hù)材料、對(duì)接材料(docking material)、銹處理材料已經(jīng)用于增強(qiáng)或修補(bǔ)鋼筋混凝土或鋼結(jié)構(gòu)。
然而，上述材料昂貴并且在應(yīng)用于結(jié)構(gòu)方面很復(fù)雜，增加建筑成本。
因此，作為用于混凝土建筑物、混凝土隧道結(jié)構(gòu)、混凝土橋梁結(jié)構(gòu)、混凝土港口結(jié)構(gòu)、混凝土大壩結(jié)構(gòu)等的維護(hù)/修補(bǔ)材料，廣泛使用鋼筋混凝土。然而，如上所述，由于鋼筋混凝土的問(wèn)題在于桿可很容易被銹蝕。此外，由于鋼筋混凝土很重，因此難以轉(zhuǎn)移。具體而言，當(dāng)結(jié)構(gòu)應(yīng)該建造在水中或濕區(qū)域中時(shí)，由于桿易于被銹蝕，因此結(jié)構(gòu)強(qiáng)度快速弱化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種桿件，當(dāng)鋼筋混凝土或混凝土結(jié)構(gòu)損壞時(shí)，其可容易地以較低成本維護(hù)和修補(bǔ)，以及提供制造該桿件的方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種桿件，其在建造鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)期間可用來(lái)替代鐵制桿件或與鐵制桿件共用，以及提供制造該桿件的方法。
本發(fā)明的又一目的是提供一種桿件，其設(shè)計(jì)為不被銹蝕，使其可用于在水中或濕區(qū)域中的混凝土結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的又一目的是提供一種桿件，其重量輕使得易于輸送所述桿件和建造結(jié)構(gòu)。
為了實(shí)現(xiàn)這些和其他優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)本發(fā)明的目的，如舉例和廣泛描述的那樣，提供一種桿件，包括由纖維形成的桿狀增強(qiáng)層、形成在所述增強(qiáng)層外周上的樹(shù)脂層和形成在樹(shù)脂層內(nèi)/上的石榴石層。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種桿件，包括具有由芳綸纖維形成的增強(qiáng)件和形成在增強(qiáng)件外周上的樹(shù)脂層的桿，并且在桿的外周上形成石榴石層，其中石榴石層由多個(gè)石榴石形成，一些石榴石混合在樹(shù)脂層中，其余的石榴石突出在樹(shù)脂層上。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供制造桿件的方法，包括以下步驟使用纖維形成增強(qiáng)件；在增強(qiáng)件的外周上形成樹(shù)脂層以限定具有增強(qiáng)件的桿；以及在樹(shù)脂層的外周上通過(guò)第一和第二石榴石噴射過(guò)程形成石榴石層。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的桿件的透視圖；圖2是圖1所示桿件的截面圖；圖3A-3C是表示用于形成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的桿件的石榴石層的方法的截面圖；圖4是表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的桿件的使用狀態(tài)的圖；和圖5是表示本發(fā)明的桿件應(yīng)用于結(jié)構(gòu)時(shí)的狀態(tài)的圖。
具體實(shí)施例方式
下文中，將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的桿件的透視圖，圖2是圖1所示桿件的截面圖。
參考圖1和2，本發(fā)明的桿件1包括增強(qiáng)層10、樹(shù)脂層20和石榴石層30。
亦即，增強(qiáng)層10由選自碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維的材料形成為桿狀。
碳纖維具有較高的彈性系數(shù)。然而，由于碳纖維具有小應(yīng)力，因此其問(wèn)題在于當(dāng)剪切時(shí)其具有高脆性。玻璃纖維的問(wèn)題在于其具有較低的剛性和彈性系數(shù)。芳綸纖維具有合適的剛性和彈性系數(shù)。
因此，優(yōu)選增強(qiáng)件10由芳綸纖維形成。
樹(shù)脂層20形成在增強(qiáng)層10的外表面上。樹(shù)脂層20可由選自環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂和聚乙烯酯樹(shù)脂的材料形成。由于聚乙烯酯樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)在于在應(yīng)用于結(jié)構(gòu)時(shí)具有高伸長(zhǎng)比和短硬化時(shí)間，可獲得伸長(zhǎng)效果。此外，短硬化時(shí)間增加產(chǎn)率。
因此，優(yōu)選樹(shù)脂層20由聚乙烯酯樹(shù)脂形成。
在此，非常重要的是保持增強(qiáng)層10與樹(shù)脂層20之間的預(yù)定厚度比。例如，當(dāng)樹(shù)脂層20的厚度相比于增強(qiáng)層10的厚度過(guò)大時(shí)，脆性劣化，同時(shí)桿重量增加。此外，產(chǎn)生氣泡，由此使生產(chǎn)率下降。
因此，優(yōu)選形成由增強(qiáng)層10和樹(shù)脂層20組成的桿，使得增強(qiáng)層10占60-80wt％，而樹(shù)脂層20占20-40wt％。
更優(yōu)選的是，增強(qiáng)層10占70wt％，而樹(shù)脂層20占30wt％。
石榴石層30具有附著在桿的樹(shù)脂層20上的多個(gè)石榴石。石榴石設(shè)計(jì)為具有不同的厚度。利用石榴石層30，使得桿件1與砂漿的結(jié)合力可得以最大化。
石榴石是硅酸鹽礦物的一般術(shù)語(yǔ)。每一石榴石設(shè)計(jì)為具有300-800μm尺寸。
石榴石層30的形成是根據(jù)本發(fā)明的桿件及其制造方法中非常重要的特征。
也就是說(shuō)，通過(guò)在由增強(qiáng)件10和樹(shù)脂層20構(gòu)成的桿上形成石榴石層30，桿件1可以具有對(duì)混凝土有高結(jié)合特性的表面結(jié)構(gòu)。
如圖3A-3C所示，石榴石層30通過(guò)在預(yù)定壓力下噴射石榴石兩次而形成。
也就是說(shuō)，如圖3A所示，首先制備由增強(qiáng)件10和樹(shù)脂層20構(gòu)成的桿。桿的直徑可為約9mm。
接著，如圖3B所示，在樹(shù)脂層20的初始硬化過(guò)程中，首先石榴石31在預(yù)定壓力下噴射在樹(shù)脂層20上，使其可透入樹(shù)脂層20中。
這里，雖然樹(shù)脂層表面可以局部突出，但是整體上還是平滑的。
之后，如圖3C所示，石榴石31第二次在預(yù)定壓力下噴射，使得石榴石31可突出在樹(shù)脂層20的表面上。
在第二噴射過(guò)程中，因?yàn)闃?shù)脂層的硬化過(guò)程進(jìn)展完全，因此石榴石31在樹(shù)脂層20中埋入得并不很深。因?yàn)樵诘谝粐娚溥^(guò)程中噴射的石榴石31被深埋在樹(shù)脂層20中，因此在第二噴射過(guò)程中噴射的石榴石31突出在樹(shù)脂層20的表面上，由此形成粗糙表面。
在石榴石層形成過(guò)程中，樹(shù)脂層20優(yōu)選保持60-80℃的溫度。
在第一噴射過(guò)程中，使用30-45wt％的石榴石31。在第二噴射過(guò)程中，使用55-70wt％的石榴石31。
由于在第二噴射過(guò)程中噴射的石榴石31限定桿件1的表面，因此第二噴射過(guò)程中噴射的石榴石31量應(yīng)該大于第一噴射過(guò)程中噴射的。
作為實(shí)施方案，當(dāng)由增強(qiáng)層10和樹(shù)脂層20構(gòu)成的桿件1的直徑為約9mm時(shí)，第一噴射過(guò)程中噴射的石榴石量為約15g/m，第二噴射過(guò)程中噴射的石榴石量為約25g/m。
下文將再次簡(jiǎn)要說(shuō)明用于制造根據(jù)本發(fā)明的桿件的方法。
首先，形成桿狀增強(qiáng)層10。增強(qiáng)層10可以由選自碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維的材料形成。
在增強(qiáng)層10的外周上形成樹(shù)脂層20，以限定所述桿。樹(shù)脂層可由選自環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂和聚乙烯酯樹(shù)脂的材料形成。
這里，增強(qiáng)層10為約60-80wt％，而樹(shù)脂層為約20-40wt％。
此外，在沉積樹(shù)脂層20的狀態(tài)下，通過(guò)第一和第二噴射過(guò)程噴射石榴石31。
這里，樹(shù)脂層保持在60-80℃溫度下。第一噴射過(guò)程中噴射的石榴石31為約30-45wt％，而第二噴射過(guò)程中噴射的石榴石31為約55-70wt％，相對(duì)于石榴石層的總重量。
實(shí)施例首先制備桿狀芳綸纖維。在芳綸纖維的外周上形成聚乙烯酯樹(shù)脂，由此限定桿。在此，芳綸纖維相對(duì)于桿總重量為70wt％，而聚乙烯酯樹(shù)脂相對(duì)于桿總重量為30wt％。
由芳綸纖維和聚乙烯酯樹(shù)脂構(gòu)成的桿的直徑為約9mm。
在聚乙烯酯樹(shù)脂保持在60-80℃溫度的狀態(tài)下，通過(guò)第一和第二噴射過(guò)程噴射各自具有300-800μm尺寸的石榴石。第一噴射過(guò)程中噴射的石榴石量為約15g/m，第二噴射過(guò)程中噴射的石榴石量為約25g/m。
這里，第一噴射過(guò)程的壓力為約1.02N/mm2，而第二噴射過(guò)程的壓力為約1.02-5N/mm2。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的桿件的使用狀態(tài)。
如圖4所示，桿件1與夾座40連接，在夾座上夾子41和孔42相互以預(yù)定距離排列。
夾子41用于連接桿件，孔42用于將夾座40固定至結(jié)構(gòu)。
圖5示出桿件應(yīng)用于結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。
當(dāng)本發(fā)明的桿件1被用于隧道混凝土結(jié)構(gòu)的維護(hù)/增強(qiáng)建筑方法時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)110的破損表面120通過(guò)修整過(guò)程而被移除，而后通過(guò)可滲透底涂層沉積過(guò)程形成可滲透底涂層130。
之后，形成丙烯酸聚合物水砂漿層140，并通過(guò)夾座40的孔連接桿件1。
接著，形成丙烯酸聚合物水砂漿層150，以使混凝土結(jié)構(gòu)與破損表面形成整體。
通過(guò)一系列步驟，受損結(jié)構(gòu)可方便地得到維護(hù)和修補(bǔ)，由此節(jié)省成本和加工時(shí)間。
本發(fā)明的桿件可用于替代用于新建造結(jié)構(gòu)以及受損結(jié)構(gòu)的鐵桿。因?yàn)楸景l(fā)明的桿件比鐵桿的重量輕，因而保管時(shí)間長(zhǎng)。此外，本發(fā)明的桿件具有耐濕的優(yōu)點(diǎn)。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的桿件可應(yīng)用于各種建筑/工程結(jié)構(gòu)中。
權(quán)利要求
1.桿件，包括由纖維形成的桿狀增強(qiáng)層；形成在增強(qiáng)層外周上的樹(shù)脂層；和形成在樹(shù)脂層內(nèi)/上的石榴石層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的桿件，其中纖維選自碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的桿件，其中樹(shù)脂層由選自環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂和聚乙烯酯樹(shù)脂的材料形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的桿件，其中石榴石層由各自具有300-800μm尺寸的多個(gè)石榴石形成。
5.桿件，包括具有由芳綸形成的增強(qiáng)層和形成在增強(qiáng)層外周上的樹(shù)脂層的桿；和形成在桿外周上的石榴石層，其中石榴石層由多個(gè)石榴石形成，一些石榴石混合在樹(shù)脂層中，其余的石榴石突出在樹(shù)脂層上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的桿件，其中增強(qiáng)層的質(zhì)量為桿質(zhì)量的約60-80％。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的桿件，其中樹(shù)脂層由選自環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂和聚乙烯酯樹(shù)脂的材料形成。
8.一種用于制造桿件的方法，包括以下步驟；使用纖維形成增強(qiáng)件；在增強(qiáng)件外周上形成樹(shù)脂層，以限定具有增強(qiáng)件的桿；和通過(guò)第一和第二噴射過(guò)程，在樹(shù)脂層外周上形成石榴石層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中纖維選自碳纖維、玻璃纖維和芳綸纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中樹(shù)脂層由選自環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂和聚乙烯酯樹(shù)脂的材料形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中石榴石層由各自具有300-800μm尺寸的多個(gè)石榴石形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述桿由60-80wt％的增強(qiáng)件和20-40wt％的樹(shù)脂層形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中在形成石榴石層的步驟中，在第一噴射過(guò)程中噴射相對(duì)于石榴石層總重量為30-45wt％的石榴石，在第二噴射過(guò)程中噴射相對(duì)于石榴石層總重量為55-70wt％的石榴石。
全文摘要
一種桿件，包括由纖維形成的桿狀增強(qiáng)層、形成在所述增強(qiáng)層外周上的樹(shù)脂層和形成在樹(shù)脂層內(nèi)/上的石榴石層。
文檔編號(hào)E04C5/01GK1918347SQ200580004764
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月19日
發(fā)明者李相根 申請(qǐng)人:韓國(guó)瑞豐公司