本发明专利技术涉及了混凝土结构的增强条，包含嵌入已固化的基体中的多根连续的平行的优选由玄武岩纤维、碳纤维、玻璃纤维或类似材料组成的纤维，该条优选具有20～200mm的平均长度和2～10mm的平均直径，每个条由至少一个包含多根具有圆柱形横截面的平行的优选直的纤维的纤维束组成，而且所述条具有有助于与混凝土良好粘合的表面形状和/或纹理。在该基体的固化阶段之前或期间，每个条的表面的至少一部分通过以下方式变形，从而提供了粗糙表面：a)在该纤维嵌入的基体固化之前，有弹性的或无弹性的但拉伸的材料的一根或多根绳螺旋形缠绕在平行的直纤维的所述至少一个束的周围，在固化期间保持所述纤维为平行状态，并在该增强条的纵向上提供粗糙外表面；和/或b)每个增强条的至少一个变形区域和/或至少一个端部。本发明专利技术还涉及了一种用于制造增强条和用于这种短纤维的应用的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于与待浇筑的结构，例如混凝土结构有关的增强元件。更具体地，本专利技术涉及用于混凝土结构的增强条和制造这种条的方法。这种条包含嵌入已固化的基体中的多根连续的稍微拉伸以便共同工作的平行的优选由玄武岩纤维、碳纤维、玻璃纤维或类似材料组成的纤维，该条优选具有20 200mm的平均长度和0.3 3mm的平均直径，每个条由包含多根具有圆柱形或椭圆形横切面的平行的优选直纤维的至少一个纤维束组成，而且所述条提供有用于粘合性质的表面形状和/或纹理。
技术介绍
素混凝土在压缩中很强，但是在拉伸中非常弱，这导致了低的拉伸应变破坏。因此，在混合混凝土成分的同时添加长度短的纤维到混凝土中是惯例。混合期间，混凝土混合的纤维将以随意的方式分散到各个方向并在已固化、硬化的混凝土之内的所有方向提供增强效应。添加纤维将改变破裂模式从宏观破裂到微观破裂。通过修改破裂机制，宏观裂缝变成微观裂缝。裂缝宽度降低，而混凝土的最终拉伸破裂应变提高。嵌入的纤维和粘合剂基体之间的机械粘合提供了应力的再分布。此外，修改破裂模式的能力产生了可量化的益处，减少导致降低的渗透性和提高的表面耐磨性、耐冲击性和疲劳强度的微观破裂。此类型的混凝土以纤维增强混凝土而著称。抗腐蚀性纤维增强聚合物(FRP)增强体的应用之前也已提议用于运输结构，尤其那些暴露于防冻盐和/或位于高腐蚀性环 境的运输结构。玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维通常使用在用于这种混凝土应用的增强条的制造中。纤维生产技术的最近发展允许由玄武岩岩石组成的玄武岩纤维制造的玄武岩纤维增强聚合物条(BFRP)的制造。玄武岩纤维具有良好的热性能范围、高拉伸强度、抗酸性、良好的电磁性能、惰性本质、以及对腐蚀、照射和紫外线、振动和冲击荷载的抗性。BFRP产品可以获得各种形式，诸如直棒、环、二维网眼和螺旋形。用于增强结构的纤维应用的其他领域是混凝土层或待用于隧道墙壁的衬里，以防止岩石坠落或作为防火单元。这样的混凝土被喷射到该表面，并通常表示为喷浆或喷射混凝土以及预浇制混凝土板或预制混凝土元件。为了在固化阶段期间防止蠕变的间接影响(即，在固化阶段期间防止微小的或较大的裂缝形成)，已经使用纤维。所用的一种类型的纤维是具有2 5cm的长度且约Imm的直径的钢纤维。为了提供与混凝土的足够粘合，这种纤维的端部被制成平整的，从而提供了延伸的头部。所述钢纤维增强体的目的是在生混凝土的固化阶段期间防止破裂。除了钢纤维，之前也已经提出使用由嵌入基体且已固化的多根平行的玻璃纤维、芳纶纤维或碳纤维组成的纤维增强体，或用其代替钢纤维。GB2175364A涉及了一种在其表面具有至少一个突起的长的直连续伸长的增强棒或条形式的增强构件，该突起通过在纤维增强的合成芯的圆周表面上包裹带状材料而形成。带状材料通过以节距为每十厘米三匝至每十厘米十五匝的方式扭曲连续的纤维束而形成。纤维束包含玻璃纤维、碳纤维、金属纤维或天然或合成纤维。US5182064描述了通过用未固化的液体树脂浸溃具有连续的长纤维束的增强材料来生产在其表面上具有肋的伸长的纤维增强的长塑料棒的方法。肋形成构件通过用未固化的液体树脂浸溃纤维束增强材料而单独制备。纤维增强的塑料棒通过螺旋形应用肋形成构件并将两个构件一起固化成整体而形成。JP4224154描述了通过在包含增强纤维和热固性树脂的芯材料周围缠绕粗线和细线并以热固化形成凹凸不平的涂层时硬化和固化而具有高的抑制粘附强度和拉伸强度的用于混凝土的增强构件。JP描述了如何通过在嵌入非常粘的材料中的伸长的纤维束上形成向外突出的环形突起或弄平的端部，并将它们切割成一个方向布置且嵌入树脂基体的短纤维束来提高水泥的增强强度。JP1207552描述了用在一个方向取向的增强纤维束来增强热塑性树脂并对其应用弯曲工艺的解决方案。在弯曲工艺要应用的地方，将由与上述提到的增强纤维相同的纤维组成的纱线缠绕，并将由碳化硅、三氧化二铝、不锈钢等组成的具有对混凝土易粘附性能的粉末粘在棒的外围，以便提高增强构件对混凝土的粘附强度。CN2740607公开了用于混凝土的增强纤维结构。该纤维是具有粗糙表面的高聚物纤维。增强纤维结构的 横截面形状可以是六叶形状或五叶形状。轮廓形状可以是波浪形状或锯齿形状。该纤维的直径为0.5 1.0mm。该纤维的长度为40 75mm。该纤维结构具有高拉伸强度、低弹性模量、对强抗酸性和碱性以及轻比重。该纤维用于在固化阶段控制混凝土中的裂缝。CN2012376420公开了可以用于建筑中代替增强钢条的肋材料。该纤维复合肋材料是通过胶合或混合多根玄武岩纤维芯束和包覆玄武岩纤维芯束的树脂基质而形成的可弯曲的圆柱形截面的条。该条是与传统钢增强条相似的尺寸的长部件。EP2087987公开了使用安装在或接近混凝土喷嘴的装置在混凝土中引入较长的钢纤维的方法和装置，其中将该纤维切割并通过管道喷射到直接进入混凝土混合机中的混凝土流中。JP2007070204和JP200837680描述了两条或更多条碳纤维束的成束纱线形式的碳纤维束。该碳纤维束以每米50 120匝扭曲并具有约5 50mm的长度。该碳纤维束表面具有3 25mm的皱纹间隔。将具有宽度/厚度比为20或更高的平整碳纤维束扭曲并处理。线的横截面为0.15 3mm。W098/10159描述了连续的或不连续的纤维和具有用于水泥增强的横截面为多边形的最优化几何形状的条。设计该几何形状以增加可用于纤维和基体之间粘合的表面积与纤维的横截面积的比例。US2001/0051266和US2004/0018358描述了微观机械变形的纤维，以便该纤维被弄平并具有与基体材料接触改进的表面变形，该基体材料尤其可以是混凝土。该纤维优选具有5 IOOmm的长度而且0.5 8mm的平均宽度。该纤维由一种或多种合成聚合物或诸如钢的金属组成。W002/06607描述了待用于混凝土混合物中的纤维，该纤维是平整的或被弄平，并具有被扭曲出段且限定中间的伸长的螺旋形纤维体之间处的第一和第二相反的平整或弄平的端部。该纤维具有5 IOOmm的平均长度、0.25 8.0的平均宽度和0.00 3.0mm的平均厚度。该纤维由聚丙烯或聚乙烯组成的。 还参照属于本申请人的W020093/025305。该公开内容关于制造方法以及关于伸长的复合增强条的配置和组合通过引用而被包括。需要以简单的方式适用于修复传统钢增强体增强的常规破裂的混凝土结构的改进类型的增强体，以便暴露的钢增强体可以被封闭并且另外恢复，并可提供附加的该破裂混凝土结构的结构完整性。进一步需要提供混凝土结构的增强体，该增强体避免复杂的或传统的原位放置的增强体的需要，在生混凝土之内基于增强体大体随意放置，减少传统的增强体的要求或至少部分传统的增强体的要求。进一步地，需要生产短纤维条的有效且改进的方法，并提高周围混凝土和短条之间的粘合作用。还需要在混凝土的完全固化之后的阶段也有助于混凝土强度的短条增强体。应该理解，在对条增强体的安装或过程中应用限制接入时，在自动化机械限制使用直的条增强体或预制的或原位放置的增强骨架的机会时，需要可靠的不需维修的增强体，该增强骨架包括诸如板、管、排水暗渠、路面、海锚等结构。在上面提到的大部分文件中，所用的塑料纤维选自具有有助于纤维的总比重(即纤维和基体)的比重的组本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.21 NO 201014851.一种用于混凝土结构的增强条，包含嵌入已固化的基体中的多根连续的平行的轻微拉伸的优选由玄武岩纤维、碳纤维、玻璃纤维或类似材料组成的纤维，所述条优选具有20mm 200mm的平均长度和0.3mm 3mm的平均直径，每个条由至少一个包含多根具有圆柱形横截面的平行的优选直的纤维的纤维束组成，所述横截面优选大体为圆形或椭圆形，其特征在于，在所述基体的固化阶段之前或期间，每个条的表面的至少一部分通过以下方式变形，从而提供了粗糙表面: a)在所述纤维嵌入的所述基体固化之前，有弹性的或无弹性的但拉伸的材料的一根或多根绳螺旋形缠绕在平行的直纤维的所述至少一个束的周围，在固化期间保持所述纤维为平行状态，并在所述增强条的基体化的纤维束的表面上提供在纵向上具有纵向布置的螺旋形凹陷的不平滑的外表面；和/或 b)所述条提供有有助于与混凝土良好粘合的表面形状和/或纹理。2.根据权利要求1所述的增强条，其中，所述两根或更多根绳以相对的方向螺旋形缠绕在纤维束嵌入的基体周围。3.根据权利要求1或2所述的增强条，其中，所述微型条由玄武岩纤维、碳、玻璃或类似材料组成。4.根据权利要求1 3中任意一项所述的增强条，其中，螺旋线的节距长度为IOmm 22mm，优选为约17mm以与混凝土等级和骨料粒度相匹配。5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·卡托·斯坦达，伦纳德·W·米勒，
申请(专利权)人：瑞福斯科技有限公司，
类型：
国别省市：
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