【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于frp筋具体涉及一种嵌入式混杂纤维螺纹筋及其制造方法。
技术介绍
1、碳纤维复合材料(cfrp)具有轻质高强、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能，是一种新型高性能结构材料，应用于土木工程结构可减轻结构自重，提高结构的性能和耐久性，具有很好的应用前景。以带肋筋的形式，碳纤维筋可替换钢筋应用于混凝土结构和锚杆。
2、碳纤维筋通常采用拉挤工艺生产，高性能带肋筋的生产仍然面临一定挑战，目前主要的带肋筋加工形式有以下几种：
3、1)压痕筋：在纤维与树脂基体通过模具前缠绕脱模布，固化成型后剥离脱模布，形成螺纹装压痕，如申请公开号为cn111945718a的中国专利技术专利申请，公开的一种高性能耐腐蚀压纹式frp锚杆及其制备方法；
4、2)挤压后固化螺纹筋：在纤维与树脂基体预成型后缠绕附加纤维，通过束紧使表面形成螺旋凹痕，再通过烘箱加热固化成型，最后拆除附加纤维，形成螺旋凹槽；
5、3)机械切削螺纹筋：在纤维与树脂基体通过高温模具固化成型后，通过机械切削形成螺纹装凹痕，如授权公告号为cn103225369b的中国专利技术专利文献，公开的一种表面具有螺纹结构的纤维复合筋及其制备方法，方法采用拉挤工艺。
6、上述压痕筋和挤压后固化螺纹筋均会直接改变表层纤维取向，使其受力不利，从而影响整个筋材的力学性能，同时对于直径较大的筋材，该类方法形成的螺纹肋深度有限，难以保证筋材与混凝土之间的粘结力；而机械切削螺纹筋表层纤维被直接截断，残余的纤维(肋)仅作构造用途，无法直接参与受力，从而削弱筋材
7、鉴于上述技术挑战和现有碳纤维螺纹筋的局限性，为满足工程应用，需要开发一种新型纤维增强螺纹筋，在改善性能的同时，提高材料利用率，降低生产成本，从而在实际应用中发挥更大的作用。
技术实现思路
1、针对现有技术中所存在的不足，本专利技术提供了一种在改善性能的同时，提高材料利用率，降低生产成本，从而在实际应用中发挥更大的作用的嵌入式混杂纤维螺纹筋及其制造方法。
2、本专利技术的技术方案为：嵌入式混杂纤维螺纹筋，包括核心轴向纤维束，所述核心轴向纤维束的外侧设置有固化成型的表层构造纤维束，所述表层构造纤维束的外侧设置有至少一条螺旋状的压痕槽，所述压痕槽的内部沿其固定设置有螺旋状的附加肋纤维束。
3、进一步地，所述核心轴向纤维束为碳纤维束；所述表层构造纤维束为玻璃纤维束、玄武岩纤维束或芳纶纤维束；所述附加肋纤维束为碳纤维束、玻璃纤维束或玄武岩纤维束。
4、进一步地，所述压痕槽的深度h0为0.1～0.5mm，所述表层构造纤维束的厚度t1为0.5～1cmm，所述附加肋纤维束凸出所述表层构造纤维束表面高度hr为所述表层构造纤维束外径d1的0.08～0.15倍。
5、进一步地，所述附加肋纤维束的截面呈三角形、矩形或梯形。
6、嵌入式混杂纤维螺纹筋的制造方法，包括以下步骤：
7、s1，核心轴向纤维束和表层构造纤维束通过树脂浸润后，通过圆形预成型模具预成型后得到预成型圆形棒材；
8、s2，在预成型圆形棒材的表面呈螺旋状缠绕一条脱模布带，然后通过圆形成型模具，固化成型后得到圆形棒材；
9、s3，圆形棒材出模后，逐步拆除脱模布带，在圆形棒材的表面形成螺旋状压痕槽；
10、s4，附加肋纤维束通过树脂浸润后，缠绕嵌入螺旋状压痕槽，并使附加肋纤维束在表层构造纤维束表面凸出高度hr，然后通过烘箱固化。
11、进一步地，所述s2中，在预成型圆形棒材的表面呈均匀交错缠绕至少两条脱模布带；
12、所述s3中，圆形棒材出模后，逐步拆除脱模布带，在圆形棒材的表面形成至少两条均匀交错的螺旋状压痕槽。
13、进一步地，所述s2中，脱模布带与预成型圆形棒材支架的夹角θ为45°～70°。
14、进一步地，所述s1可替换为：s11，核心轴向纤维束通过树脂浸润后，通过孔径为d0圆形第一预成型模具和第一成型模具固化预成型，得到核心纤维束圆形棒材；
15、s12，表层构造纤维束通过树脂浸润后，分布于所述s11中的所述核心纤维束圆形棒材外围，通过孔径为d1第二预成型模具将其预成型在所述s11中预成型后的核心轴向纤维束外侧，得到预成型圆形棒材。
16、进一步地，所述s4替换为：附加肋纤维束采用热塑性纤维复合材料，热塑性纤维复合材料通过加热模具加热软化，并成型为附加肋纤维束的形状，然后缠绕黏结嵌固于螺旋状压痕槽中，然后自然冷却固化。
17、进一步地，所述核心轴向纤维束为碳纤维束；所述表层构造纤维束为玻璃纤维束、玄武岩纤维束或芳纶纤维束；所述附加肋纤维束为碳纤维束、玻璃纤维束或玄武岩纤维束。
18、本专利技术的有益效果：
19、(1)本专利技术中的嵌入式混杂纤维螺纹筋，采用混杂纤维方案，根据性能需求，筋材中的核心轴向纤维束、表层构造纤维束、压痕槽等组成部分采用不同纤维种类，充分发挥不同纤维的性能特征，提高筋材的综合性能；
20、(2)核心轴向纤维束和表层构造纤维束构成筋材主体，压痕槽仅改变表层构造纤维束的取向，不影响核心轴向纤维束受力性能发挥；
21、(3)附加肋纤维束缠绕嵌入预成型的压痕槽内，与表层构造纤维束形成机械咬合，可大幅提高附加肋纤维束与筋材表面的总体粘结力，可避免附加肋纤维束滑脱，从而提高螺纹筋与混凝土的粘结性能；
22、(4)附加肋纤维束缠绕在核心轴向纤维束和表层构造纤维束的外侧，对核心轴向纤维束和表层构造纤维束形成约束，且附加肋纤维束始终与纵向的核心轴向纤维束、表层构造纤维束呈一定夹角，可提高筋材的横向抗剪强度；
23、(5)核心轴向纤维束和表层构造纤维束组成的筋材主体在模具内完成固化，能有效保证轴向轴力纤维的成型质量；附加肋纤维束通过后固化工艺粘结并固化成型，允许灵活设计附加肋的截面形状；
24、(6)核心轴向纤维束和表层构造纤维束分步成型，能使核心轴向纤维束在压痕槽成型过程中不产生径向变形，保证核心轴向纤维取向，以充分发挥核心纤维束的拉伸性能。
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1.一种嵌入式混杂纤维螺纹筋，其特征在于：包括核心轴向纤维束，所述核心轴向纤维束的外侧设置有固化成型的表层构造纤维束，所述表层构造纤维束的外侧设置有至少一条螺旋状的压痕槽，所述压痕槽的内部沿其固定设置有螺旋状的附加肋纤维束。
2.根据权利要求1所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋，其特征在于：所述核心轴向纤维束为碳纤维束；所述表层构造纤维束为玻璃纤维束、玄武岩纤维束或芳纶纤维束；所述附加肋纤维束为碳纤维束、玻璃纤维束或玄武岩纤维束。
3.根据权利要求1所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋，其特征在于：所述压痕槽的深度h0为0.1～0.5mm，所述表层构造纤维束的厚度t1为0.5～1cmm，所述附加肋纤维束凸出所述表层构造纤维束表面高度hr为所述表层构造纤维束外径d1的0.08～0.15倍。
4.根据权利要求1所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋，其特征在于：所述附加肋纤维束的截面呈三角形、矩形或梯形。
5.一种嵌入式混杂纤维螺纹筋的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋的制造方法，其特征在于：所述S2中，在
7.根据权利要求5所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋的制造方法，其特征在于：所述S2中，脱模布带与预成型圆形棒材支架的夹角θ为45°～70°。
8.根据权利要求5所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋的制造方法，其特征在于：所述S1可替换为：S11，核心轴向纤维束通过树脂浸润后，通过孔径为d0圆形第一预成型模具和第一成型模具固化预成型，得到核心纤维束圆形棒材；
9.根据权利要求5所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋的制造方法，其特征在于：所述S4替换为：附加肋纤维束采用热塑性纤维复合材料，热塑性纤维复合材料通过加热模具加热软化，并成型为附加肋纤维束的形状，然后缠绕黏结嵌固于螺旋状压痕槽中，然后自然冷却固化。
10.根据权利要求5所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋的制造方法，其特征在于：所述核心轴向纤维束为碳纤维束；所述表层构造纤维束为玻璃纤维束、玄武岩纤维束或芳纶纤维束；所述附加肋纤维束为碳纤维束、玻璃纤维束或玄武岩纤维束。
...【技术特征摘要】
1.一种嵌入式混杂纤维螺纹筋，其特征在于：包括核心轴向纤维束，所述核心轴向纤维束的外侧设置有固化成型的表层构造纤维束，所述表层构造纤维束的外侧设置有至少一条螺旋状的压痕槽，所述压痕槽的内部沿其固定设置有螺旋状的附加肋纤维束。
2.根据权利要求1所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋，其特征在于：所述核心轴向纤维束为碳纤维束；所述表层构造纤维束为玻璃纤维束、玄武岩纤维束或芳纶纤维束；所述附加肋纤维束为碳纤维束、玻璃纤维束或玄武岩纤维束。
3.根据权利要求1所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋，其特征在于：所述压痕槽的深度h0为0.1～0.5mm，所述表层构造纤维束的厚度t1为0.5～1cmm，所述附加肋纤维束凸出所述表层构造纤维束表面高度hr为所述表层构造纤维束外径d1的0.08～0.15倍。
4.根据权利要求1所述的嵌入式混杂纤维螺纹筋，其特征在于：所述附加肋纤维束的截面呈三角形、矩形或梯形。
5.一种嵌入式混杂纤维螺纹筋的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的嵌入式混杂纤...
【专利技术属性】
技术研发人员：许国文，亓立刚，杨燕，白洁，韩泽斌，王俊义，刘文正，赵贵东，
申请(专利权)人：中国建筑第八工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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