[发明专利]用于生产用作加强坑壁的增强元件的玻璃纤维型材的方法和设备

说明书

技术领域

本发明落在生产用于加强隧道的坑面的增强元件的范围内。更确切地，本发明涉及具有比用于相同目的的常规型材的拉出强度性能更高的玻璃纤维型材。本发明还涉及用于通过较少数量的步骤而以较低的成本生产这种玻璃纤维型材的方法。本发明还涉及用于实施所述方法即用于生产根据本发明的玻璃纤维型材的的设备。

背景技术

如在加强隧道坑壁的领域中已知的，玻璃纤维元件目前已经使用多年，尤其是存在粘土和无粘性土的情况下。这些元件既能够用于加强坑面也能够用作径向固定元件。还已知的是玻璃纤维型材通过水泥浇铸连接至周围的地面。换言之，每个型材在已被插入到于待加强壁中形成的合适预制孔内之后被埋入水泥砂浆中。型材的布置、其长度和其密度（即每平方米的数目）根据操作条件改变。玻璃纤维型材通常具有实心横截面，或者可选地具有用于插入水泥砂浆的轴向腔体。

图1至图3涉及常规使用的玻璃纤维型材（10）。如所示，所述型材具有内部中空的圆形截面，该圆形截面在大多数情况下具有从55毫米到70毫米之间变化的外径。型材（10）通常通过拉挤工艺进行生产，在拉挤工艺期间，先前由聚合物基体浸渍的玻璃纤维穿过具有圆形形状的被加热模具。参照图1，在拉挤工艺的最后，对型材（1）的外表面（1A）进行机加工以改进其对水泥砂浆的粘附。具体地，机加工包括通过铣削型材以移除材料、切除形成型材的纵向纤维的一部分而产生沟槽（2），从而减小型材的抵抗截面。如所示，该沟槽以与螺纹相似的方式螺旋式延伸。

参照图3，在型材（10）的安装期间，水泥砂浆（5）通过阀或通过其他功能等同的元件插入到型材（1）的外表面（1A）与预制孔之间。在阀的具体情况下，这些阀设置在型材的纵向位置中。水泥砂浆（MC）通过设置在型材（1）的纵向腔体（3）的内部的管道（未示出）抵达阀以随后绕相关的表面（1A）分布，从而也如图3中清楚所示地占据螺旋沟槽（2）。在任意拉伸应力（T）作用在型材上的期间，布置在沟槽（2）中的水泥砂浆（MC）经受剪切作用，从而提供对型材拉出的低抵抗。型材（1）的几何外形实际上导致设置在外部的玻璃纤维的纵向中断。这些玻璃纤维实际上基本上被切断，并且由此不能有助于抗拉强度（TS）。还可见，由于通过材料的移除而导致抵抗横截面减小，因此目前使用的玻璃纤维型材甚至不能提供可接受的抗拉强度。

还已知的方法是其中金属丝或金属网绕由玻璃纤维制成的型材进行缠绕，玻璃纤维随后进行聚合。在聚合之后，金属网丝从型材中移除，从而在型材上留下形成型材的波纹的阴印记。例如在现有文献JP-57-18484、EP-0667228、EP-0733456中描述了这些方法。在这些情况下，型材的波纹在型材的聚合之前未确定，但是其源自于由在聚合过程之后必须移除的金属丝或金属网留下的印记。

由此，本发明的主要目标是提供一种新的玻璃纤维型材和用于生产这种型材的方法，该型材能够克服前述缺点。

在该目标下，本发明的第一目的是提供具有比通过常规的技术方案能够获得的拉出强度大的玻璃纤维型材。

本发明的另一目的是提供一种用于生产这种玻璃纤维型材的方法，该方法包括较低数目的步骤而易于以有竞争力的成本进行生产。

本发明的另外的目的是提供一种可靠且易于以有竞争力的成本实施的型材和方法。本发明的又一目标是提供一种能够实施根据本发明的方法的设备。

发明内容

由此，本发明涉及一种玻璃纤维型材，所述型材用作加强例如在生产地下通道和/或隧道的领域中的坑壁的增强元件。根据本发明的型材包括由通过聚合过程而锚固在聚合物树脂中的玻璃纤维所形成的轴向延伸的本体。所述型材特征在于外表面具有波纹趋向，波纹趋向意为表示在所述型材的轴向截平面中的基本起伏的趋向。具体地，这种波纹趋向由所述型材的最外玻璃纤维的不同程度的压缩限定。在实践中，根据本发明，所述最外玻璃纤维在轴向间隔处被压缩且维持其完整性以维持所述型材的抵抗截面。已经见到，所述型材的所述外表面的所述波纹趋向有利地增大其拉出强度，这是由于意为包围所述型材的水泥砂浆主要经受压缩而不再经受如在常规型材中的情况下的剪切。

本发明还涉及用于生产根据本发明的玻璃纤维型材的方法。所述方法设置为使用聚合物树脂浸渍玻璃纤维并且随后使所述玻璃纤维根据轴向方向定向，从而布置所述玻璃纤维以构造轴向延伸的型材。根据本发明的方法设置为在轴向间隔处压缩最外玻璃纤维以向所述型材的所述外表面赋予波纹趋向，即在所述型材的所考虑的轴向截平面中的起伏趋向。所述型材随后经受使所述型材的结构锚固的聚合过程。