一種新型復合型frp筋的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型設及一種新型復合型纖維增強聚合物(門ber Reinforced化Iymer， 簡稱FRP)筋，尤其是一種用于±木工程混凝±構件的復合型FRP筋。
【背景技術】
[0002] 鋼筋混凝±結構作為最重要的結構形式之一，在±木工程領域得到了廣泛的應 用。但工程實踐表明，在化冰鹽、化工廠和海港等侵蝕環(huán)境中，鋼筋易受到腐蝕并引起混凝 ±的脹裂，導致混凝±結構發(fā)生耐久性問題。FRP筋具有輕質高強、低松弛、良好的抗疲勞性 能和耐腐蝕性能，特別是耐氯離子腐蝕等優(yōu)點，尤其適用于氯離子環(huán)境中的混凝±結構。當 FRP筋用作縱筋、髓筋或預應力筋時，能夠顯著提高混凝±構件的承載力和耐久性能。
[0003] FRP筋由具有抗拉作用的連續(xù)纖維束和具有粘結作用的聚合物基體兩部分組成， 聚合物基體為加熱固化后的熱固性樹脂，F(xiàn)RP筋屬于各向異性材料，抗剪強度遠小于其抗拉 強度。當FRP筋用于混凝±受彎構件時，特別是作為有粘結預應力筋使用時，其在彎剪段承 受較大拉應力的同時，還受到較大的剪力。因此，混凝±受彎構件的縱向FRP筋在彎剪段可 能發(fā)生脆性的受剪破壞。普通的FRP筋彈性模量較低，其混凝±受彎構件的剛度往往較小， 在正常使用階段曉度偏大。同時，普通的FRP筋采用尼龍繩或塑料繩纏繞成肋，在混凝±的 堿性環(huán)境中易受到腐蝕，影響FRP筋與混凝±的粘結性能。
[0004] 為改善FRP筋的缺陷，國內外已進行了相關研究，現(xiàn)有的觀點是在FRP筋內添加鋼 絞線、鋼筋等鋼材。但現(xiàn)有技術中鋼材與FRP的協(xié)同工作性能較差，且外層纏繞成肋材料的 堿腐蝕問題并未得到解決，F(xiàn)RP筋仍然存在堿環(huán)境中粘結錯固性能較差的問題。
[000引為了解決W上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。 【實用新型內容】
[0006] 本實用新型的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種堿環(huán)境中粘結錯固性能好、 彈性模量和抗剪強度高的新型復合型FRP筋。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：一種新型復合型FRP筋，包 括FRP筋、設于FRP筋中屯、的鋼絞線W及纏繞粘接固定在FRP筋外層的碳纖維帶，所述鋼絞線 通過熱固性樹脂加熱固化在所述FRP筋中，所述碳纖維帶通過熱固性樹脂加熱固化在所述 FRP筋上。
[0008] 優(yōu)選的，所述鋼絞線采用標準抗拉強度為1720M化的鍛鋒鋼絞線，所述FRP筋中的 纖維束采用連續(xù)的玻璃纖維束、玄武巖纖維束或碳纖維束，所述碳纖維帶采用TEX為300的 碳纖維束。
[0009] 優(yōu)選的，所述FRP筋中，所述纖維束與加熱固化后的熱固性樹脂基體的體積比為 2.4:1。
[0010] 優(yōu)選的，所述鋼絞線在新型復合型FRP筋中的體積率為14.05%、20.15%或27.30%。
[0011] 優(yōu)選的，所述碳纖維帶纏繞固定在所述FRP筋上形成凹陷肋。
[0012] 優(yōu)選的，所述凹陷肋的肋間距和肋深分別為18mm和2.1mm。
[0013] 本實用新型的新型復合型FRP筋，通過在FRP筋中屯、設置鋼絞線且共同加熱固化在 一起，使鋼絞線與纖維束能夠共同受力，F(xiàn)RP筋保護位于中屯、的鋼絞線免受腐蝕，鋼絞線顯 著提高了 FRP筋的彈性模量與抗剪強度，同時，碳纖維帶固化在FRP筋上，由于碳纖維束具有 很高的抗堿腐蝕性能，在堿腐蝕后仍可保持較好的粘結錯固性能，F(xiàn)RP筋、鋼絞線W及碳纖 維帶牢牢結合成一個整體，相互支持，共同受力，協(xié)同作用，使得新型復合型FRP筋具有較高 的彈性模量、抗剪強度和耐堿腐蝕后的粘結錯固性能，更加適于用作混凝±構件的縱向受 力鋼筋。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本實用新型實施例中新型復合型FRP筋的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面通過【具體實施方式】，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
[0016] 實施例，如圖1所示，一種新型復合型FRP筋，包括FRP筋1、設于FRP筋中屯、的鋼絞線 2W及纏繞粘接固定在FRP筋外層的碳纖維帶3,鋼絞線2通過熱固性樹脂加熱固化在FRP筋1 中，碳纖維帶3通過熱固性樹脂加熱固化在FRP筋1上，鋼絞線采用標準抗拉強度為1720MPa 的鍛鋒鋼絞線，所述FRP筋中的纖維束采用連續(xù)的玻璃纖維束、玄武巖纖維束或碳纖維束， 所述碳纖維帶采用TEX為300的碳纖維束，F(xiàn)RP筋中，所述纖維束與加熱固化后的熱固性樹脂 基體的體積比為2.4:1，鋼絞線在新型復合型FRP筋中的體積率為14.05%、20.15%或27.30%， 碳纖維帶纏繞固定在所述FRP筋上形成凹陷肋，凹陷肋的肋間距和肋深分別為18mm和 2 IrniTi O
[0017] 本實施例的新型復合型FRP筋，通過在FRP筋中屯、設置鋼絞線且共同加熱固化在一 起，使鋼絞線與纖維束能夠共同受力，F(xiàn)RP筋保護位于中屯、的鋼絞線免受腐蝕，鋼絞線顯著 提高了FRP筋的彈性模量與抗剪強度，同時，碳纖維帶固化在FRP筋上，由于碳纖維束具有很 高的抗堿腐蝕性能，在堿腐蝕后仍可保持較好的粘結錯固性能，F(xiàn)RP筋、鋼絞線W及碳纖維 帶牢牢結合成一個整體，相互支持，共同受力，協(xié)同作用，使得新型復合型FRP筋具有較高的 彈性模量、抗剪強度和耐堿腐蝕后的粘結錯固性能，更加適于用作混凝±構件的縱向受力 鋼筋。
[0018] 為了驗證新型復合型FRP筋的彈性模量、抗剪強度和堿腐蝕后的粘結性能。鄭州大 學新型建材與結構研究中屯、根據(jù)實施例所述，生產了一批直徑16mm的FRP筋。利用萬能電液 伺服試驗機，對鋼絞線體積率分別為〇%、14.05%、20.15%和27.30%的4組FRP筋，每組5根，進 行抗拉和抗剪試驗，試驗結果見表1。將鋼絞線體積率為14.05%的2組FRP筋(表面分別纏繞 尼龍繩和碳纖維束），每組5根，放入堿溶液，堿溶液的組成為IL無離子水中含有118.5gCa (0H)2、0.9g化0H、4.2排0H，常溫下保持150d后，采用300mm長的粘結式錯具測試其粘結錯固 性能，試驗結果見表2。
[0019] 表1新型復合型FRP筋的力學性能試驗結果
[0021 ]表2新型復合型FRP筋堿溶液腐蝕后的粘結錯固性能
[0023] 試驗結果表明，鋼絞線對新型復合型FRP筋的抗拉強度影響不大，但顯著提高了 FRP筋的彈性摸量和抗剪強度，且新型復合型FRP筋在達到其抗剪強度峰值后，仍有后期強 度和變形能力;FRP筋在堿溶液腐蝕后，采用碳纖維束纏繞凹肋的新型復合型FRP筋具有更 好的粘結錯固性能。
[0024] 最后應當說明的是：W上實施例僅用W說明本實用新型的技術方案而非對其限 審IJ;盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當 理解：依然可W對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術特征進行等同替 換;而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案 范圍當中。
【主權項】
1. 一種新型復合型FRP筋，其特征在于：包括FRP筋、設于FRP筋中心的鋼絞線以及纏繞 粘接固定在FRP筋外層的碳纖維帶，所述鋼絞線通過熱固性樹脂加熱固化在所述FRP筋中， 所述碳纖維帶通過熱固性樹脂加熱固化在所述FRP筋上。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型復合型FRP筋，其特征在于:所述鋼絞線采用標準抗 拉強度為1720MPa的鍍鋅鋼絞線，所述FRP筋中的纖維束采用連續(xù)的玻璃纖維束、玄武巖纖 維束或碳纖維束，所述碳纖維帶采用TEX為300的碳纖維束。3. 根據(jù)權利要求2所述的一種新型復合型FRP筋，其特征在于：所述FRP筋中，所述纖維 束與加熱固化后的熱固性樹脂基體的體積比為2.4:1。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種新型復合型FRP筋，其特征在于:所述鋼絞線在新型復合 型FRP筋中的體積率為14 · 05%、20 · 15%或27 · 30%。5. 根據(jù)權利要求1~4任一所述的一種新型復合型FRP筋，其特征在于:所述碳纖維帶纏 繞固定在所述FRP筋上形成凹陷肋。6. 根據(jù)權利要求5所述的一種新型復合型FRP筋，其特征在于:所述凹陷肋的肋間距和 肋深分別為18mm和2.1mm。
【專利摘要】本實用新型提供一種新型復合型FRP筋，包括FRP筋、設于FRP筋中心的鋼絞線以及纏繞粘接固定在FRP筋外層的碳纖維帶，所述鋼絞線通過熱固性樹脂加熱固化在所述FRP筋中，所述碳纖維帶通過熱固性樹脂加熱固化在所述FRP筋上。本實用新型的新型復合型FRP筋，通過在FRP筋中心設置鋼絞線且共同加熱固化在一起，使鋼絞線與纖維束能夠共同受力，F(xiàn)RP筋保護位于中心的鋼絞線免受腐蝕，鋼絞線顯著提高了FRP筋的彈性模量與抗剪強度，同時，碳纖維帶固化在FRP筋上，由于碳纖維束具有很高的抗堿腐蝕性能，在堿腐蝕后仍可保持較好的粘結錨固性能，新型復合型FRP筋具有較高的彈性模量、抗剪強度和耐堿腐蝕后的粘結錨固性能，更加適于用作混凝土構件的縱向受力鋼筋。
【IPC分類】E04C5/07
【公開號】CN205259457
【申請?zhí)枴緾N201521067527
【發(fā)明人】高丹盈, 房棟
【申請人】鄭州大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月21日