纤维增强塑料筋材制造技术

纤维增强塑料（以下简称ＦＲＰ）筋材，属于对原有ＦＲＰ筋材的改进。它提供一种纤维增强塑料筋材，包括ＦＲＰ芯层和ＦＲＰ筋材所浸渍的基体树脂，在它的芯层外周面，轴向包裹着玻璃纤维膨体纱增强塑料包层。采用本发明专利技术制得的纤维增强塑料筋材，由于在在芯层外周面，轴向包裹有玻璃纤维膨体纱增强塑料包层，因此它可有效地增加了纤维增强塑料筋材芯层外表的粗糙度，提高了与混凝土的握裹力，从而提高了增强混凝土构件的使用寿命。可取代钢筋用来增强混凝土，广泛用于严酷环境中的建筑物，如海工结构、使用防冻剂的停车场及桥梁等等。

【技术实现步骤摘要】

纤维增强塑料(以下简称FRP)筋材，属于对原有FRP筋材的改进。
技术介绍
传统的FRP筋材，是以纤维粗纱为芯层，浸渍基体树脂后经挤拉成型制得。它具有轻质高强、耐腐蚀、低导电、可设计性、与混凝土的线膨胀系数相近等优点，近年来已逐步取代钢筋用来增强混凝土，广泛用于严酷环境中的建筑物，如海工结构、使用防冻剂的停车场及桥梁等等。在这些工程中，FRP筋材与混凝土的粘结性能或称之为与混凝土的握裹力，作为一项重要的混凝土结构设计参数倍受关注。所以为了提高FRP筋材与混凝土的握裹力，常在纤维增强塑料筋材所浸渍的基体树脂固化前，通过粘砂机在筋材表面均匀粘上一层砂粒，以增加筋材表面的粗糙度。但是，在一定载荷作用下，砂粒往往会从其与FRP筋材的粘结界面脱落，从而导致FRP筋材与混凝土的握裹力降低，砂粒与筋材的粘结发生非预期性破坏，从而大大降低增强混凝土构件的使用寿命。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术提出一种结构新颖的纤维增强塑料筋材，可有效地增加芯层外表的粗糙度，提高与混凝土的握裹力，从而提高增强混凝土构件的使用寿命。本专利技术的技术解决方案是提供一种纤维增强塑料筋材，包括纤维增强塑料芯层和纤维增强塑料筋材所浸渍的基体树脂，在它的芯层外周面，轴向包裹着玻璃纤维膨体纱增强塑料包层。芯层中的纤维为以下类型之一1)碳纤维；2)无碱玻璃纤维；3)高强度玻璃纤维；4)芳纶纤维；5)两种或两种以上的任意组合，其纤维体积含量为40％-70％。选用以上类型之一的纤维，主要是利用其拉伸强度高的特点，提供纤维增强塑料筋材的力学强度，满足使用过程中的强度要求。包层中的纤维为以下类型之一1)高强度玻璃纤维膨体纱；2)无碱玻璃纤维膨体纱；3)上述两种的组合，其纤维体积含量为30％-60％。在芯层外周面，轴向包裹的玻璃纤维膨体纱增强塑料包层，是利用了膨体纱的毛糙的表面，增加纤维增强塑料筋材的表面粗糙度，提高与混凝土的握裹力，从而提高了增强混凝土构件的使用寿命。纤维增强塑料筋材所浸渍的基体树脂为热固性树脂，可以为以下类型之一1)环氧树脂；2)环氧乙烯基酯树脂；3)不饱和聚酯树脂。在筋材包层外表面还可具有螺旋状的凹凸状变形。众所周知，玻璃纤维膨体纱是连续玻璃纤维纱，在高压气流作用下使其被膨化(变形)而成的蓬松的玻璃纤维纱。它不但保留了普通玻璃纤维的一般性能，而且兼备连续玻璃纤维的强度和短纤维的蓬松性，采用本专利技术制得的纤维增强塑料筋材，由于在在芯层外周面，轴向包裹有玻璃纤维膨体纱增强塑料包层，因此它可有效地增加了纤维增强塑料筋材芯层外表的粗糙度，提高了与混凝土的握裹力，从而提高了增强混凝土构件的使用寿命。附图说明图1为本专利技术所述的纤维增强塑料筋材的剖面示意2为本专利技术实施例中纤维增强塑料筋材的制造工艺示意图具体实施方式实施例1制备一种φ9.5的FRP筋材芯层1的纤维采用1200TEX的无碱玻璃纤维无捻粗纱，包层2的纤维采用1200TEX的无碱玻璃纤维膨体纱，基体树脂采用环氧乙烯基酯树脂。通过专用设备(见图2)及其拉挤—缠绕一次成型工艺制备出该FRP筋材。其制造过程如下1、在纱架6上排布芯层1的纤维纱及包层2的膨体纱团；2、纱线分别从纱架6上引出到集纱器5上，包层2的膨体纱被排布在芯层1的纤维纱的周围；3、在牵引机7的作用下，芯层1的纤维纱和包层2的膨体纱进入浸胶槽8浸胶； 4、浸胶后，芯层1的纤维纱和包层2的膨体纱被引到预成型模具3处，进行重新排布，包层2的膨体纱呈周向均匀排布在预成型模具3的中心芯孔9周围，其直径为φ6.0，芯层1的纤维纱引入预成型模具3的中心芯孔9，该芯孔9的直径大小可控制芯层的纤维体积含量约为40％，其计算方法为本领域的普通技术人员所掌握的，不作具体介绍；5、经预成型排布后，芯层1的纤维纱和包层2的膨体纱在牵引机7的作用下全部进入φ9.5的另一预成型模具4的中心孔10，形成胶浸的纤维束，该预成型模具4的中心孔10直径可控制包层纤维体积含量约为30％，其计算方法为本领域的普通技术人员所掌握的，不作具体介绍；6、胶浸的纤维束通过缠绕机11并进行表面缠绕螺旋变形，形成螺旋状的凹凸变形，最后通过加热装置12进行固化成型，获得产品。实施例2制造一种φ12.7FRP筋材本实施例中的芯层1的纤维采用1200TEX的无碱玻璃纤维无捻粗纱和800TEX碳纤维纱，无碱玻璃纤维无捻粗纱和碳纤维纱的体积比为2∶1。包层2的纤维采用1200TEX的高强玻璃纤维膨体纱，基体树脂采用不饱和聚酯树脂。通过拉挤—缠绕一次成型工艺及其专用设备制备FRP筋材，其制造过程同上，所不同之处在于预成型模具3中心芯孔9，其直径为φ9.0。该中心芯孔9的直径可控制芯层的纤维体积含量约为70％，另一个预成型模具4的中心孔10，其直径为φ12.7，该预成型模具的中心孔10的直径可控制包层纤维体积含量约为60％。权利要求1.纤维增强塑料筋材，包括纤维增强塑料芯层(1)和纤维增强塑料筋材所浸渍的基体树脂，其特征在于在芯层(1)外周面，轴向包裹有玻璃纤维膨体纱增强塑料包层(2)。2.根据权利要求1所述的纤维塑料增强筋材，其特征在于芯层(1)中的纤维为以下类型之一1)碳纤维；2)无碱玻璃纤维；3)高强度玻璃纤维；4)芳纶纤维；5)两种或两种以上的任意组合。3.根据权利要求1或2所述的纤维塑料增强筋材，其特征在于芯层(1)中的纤维体积含量为40％-70％。4.根据权利要求1所述的纤维塑料增强筋材，其特征在于包层(2)中的纤维为以下类型之一1)高强度玻璃纤维膨体纱；2)无碱玻璃纤维膨体纱；3)上述两种的组合。5.根据权利要求1或4所述的纤维塑料增强筋材，其特征在于包层(2)中的纤维体积含量为30％-60％。6.根据权利要求1所述的纤维增强塑料筋材，其特征在于，纤维增强塑料筋材所浸渍的基体树脂为热固性树脂。7.根据权利要求1或6所述的纤维增强塑料筋材，其特征在于，纤维增强塑料筋材所浸渍的热固性树脂为以下类型之一1)环氧树脂；2)环氧乙烯基酯树脂；3)不饱和聚酯树脂。8.根据权利要求1所述的纤维增强塑料筋材，其特征在于在筋材包层(2)外表面具有螺旋状的凹凸状变形。全文摘要纤维增强塑料(以下简称FRP)筋材，属于对原有FRP筋材的改进。它提供一种纤维增强塑料筋材，包括FRP芯层和FRP筋材所浸渍的基体树脂，在它的芯层外周面，轴向包裹着玻璃纤维膨体纱增强塑料包层。采用本专利技术制得的纤维增强塑料筋材，由于在在芯层外周面，轴向包裹有玻璃纤维膨体纱增强塑料包层，因此它可有效地增加了纤维增强塑料筋材芯层外表的粗糙度，提高了与混凝土的握裹力，从而提高了增强混凝土构件的使用寿命。可取代钢筋用来增强混凝土，广泛用于严酷环境中的建筑物，如海工结构、使用防冻剂的停车场及桥梁等等。文档编号E04C5/01GK1916327SQ200610041190公开日2007年2月21日 申请日期2006年8月11日 优先权日2006年8月11日专利技术者赵谦, 黄建洧, 戴方毕, 夏涛, 王南, 杨中平, 李若谷 申请人:中材科技股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
纤维增强塑料筋材，包括纤维增强塑料芯层（１）和纤维增强塑料筋材所浸渍的基体树脂，其特征在于：在芯层（１）外周面，轴向包裹有玻璃纤维膨体纱增强塑料包层（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵谦，黄建洧，戴方毕，夏涛，王南，杨中平，李若谷，
申请(专利权)人：中材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]