[发明专利]一种钢—连续纤维复合筋及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种钢—连续纤维复合筋及其制备方法，具体涉及钢筋混凝土结构中使用的复合筋增强材料及其制备工艺，属于复合材料领域。

背景技术

钢筋混凝土结构（RC结构）是用钢筋和混凝土建造的一种结构，钢筋承受拉力，混凝土承受压力，具有坚固、耐久、防火性能好、比钢结构节省钢材和成本低等优点，也是目前建筑工程中较常见的一种施工形式，多用于各种超高建筑、大跨度结构，如桥梁、隧道等载荷结构。在其结构中，钢筋作为基本的增强材料，其综合性能较强，但却存在容易腐蚀等缺点，基于这一情况，近年来，纤维增强复合材料（FRP）由于其轻质高强的特性逐渐得到广泛应用，例如，专利文献CN1936206A（钢-连续纤维复合筋增强混凝土抗震结构）即公开了使用该纤维增强复合材料（FRP）与混凝土粘结形成的一种抗震结构，但在实际使用时，该纤维增强复合材料（FRP）却还存在材料脆性强、价格高等缺陷，为此，国内外学者提出用不同纤维的混杂或者纤维包裹钢筋得到综合性能优、价格低的新型复合材料加强筋，但目前，对钢—连续纤维复合筋（SFCB）的研究在国内外还处于初级阶段，没有成熟的产品，当然，其生产工艺也没有定型化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢—连续纤维复合筋，该纤维复合筋由螺纹钢筋内芯、纤维布以及玄武岩纤维束复合而成，具有合理的构造结构，且作为增强材料使用的纤维布及玄武岩纤维束均采用树脂充分浸渍，能有效的满足于钢筋混凝土结构的设计强度，同时，还能克服现有纤维增强复合材料（FRP）存在材料脆性强、价格高等缺陷，适宜广泛推广使用。

本发明的另一目的在于提供一种钢—连续纤维复合筋的制备方法，该制备方法设计合理，螺纹钢筋内芯与纤维布、玄武岩纤维束复合时，其内外界面均具有良好的粘结性能，实际使用效果良好。

本发明通过下述技术方案实现：一种钢—连续纤维复合筋及其制备方法，该纤维复合筋克服了现有纤维增强复合材料（FRP）存在材料脆性强、价格高等缺陷，具有较强的综合性能，且价格低廉，在本发明中，该纤维复合筋包含有：

（a）：螺纹钢筋内芯；

（b）：纤维布，该纤维布包裹于螺纹钢筋内芯的外表面并与之形成螺纹筋；

（c）：环向缠绕于螺纹筋肋牙间的玄武岩纤维束，

且在所述的纤维布以及玄武岩纤维束上均浸渍有树脂，在实际制作过程中， 纤维布以及玄武岩纤维束均在树脂混合器中完成树脂的充分浸渍，以达到钢筋混凝土结构的施工设计强度，设计十分合理。

为更好的实现本发明，所述的纤维布为碳纤维布（如：T700—12K碳纤维）或玄武岩纤维布（如：CBF13—2400Tex玄武岩纤维）。

在本发明中，所述的树脂为环氧树脂，如：Atlac430环氧双酚A乙烯基树脂。

本发明还提出了钢—连续纤维复合筋的制备方法，包括以下步骤：

（a）：除污：用砂纸除去螺纹钢筋内芯外表面的绣污，然后使用丙酮将螺纹钢筋内芯清洗干净；

（b）：包裹纤维布：将纤维布铺设平整，在纤维布上涂刷树脂，待

树脂浸渍饱满后，压紧纤维布的一端，将去污后的螺纹钢筋内芯沿纤维布的另一端转动，并施加与螺纹钢筋内芯轴向垂直的张拉力，将纤维布包裹在螺纹钢筋内芯的外表面并与之形成螺纹筋；

（c）：缠绕玄武岩纤维束：将浸渍有树脂的玄武岩纤维束沿螺纹筋的肋牙环向缠绕，形成纤维复合筋。

由于现有市面上购买的螺纹钢筋两侧均带有对称的纵向通长肋，并造成复合而成的纤维复合筋截面呈椭圆形结构，为此，本发明所述的制备方法还包括对螺纹钢筋内芯的加工步骤：首先，使用打磨机除去螺纹钢筋两侧对称的纵向通长肋，然后，使用酒精擦洗干净后，再进行所述的（a）步骤。

为更好的实现本发明，所述的制备方法还包括对纤维复合筋的表面处理：在所述的步骤（c）中，在纤维复合筋的复合过程且树脂未固化时，使用塑胶带环向缠绕在纤维复合筋上，待树脂固化后除去塑胶带，制得表面带有肋纹的纤维复合筋，从而能更有效的保证纤维复合筋与外部介质（如混凝土）具有良好的粘接性能，提高纤维复合筋的实用性。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明涉及的纤维复合筋构造设计合理，主要由螺纹钢筋内芯、纤维布以及玄武岩纤维束复合而成，且作为增强材料使用的纤维布及玄武岩纤维束均采用树脂充分浸渍，不仅能有效的满足于钢筋混凝土结构的设计强度，同时，还能克服现有纤维增强复合材料（FRP）存在材料脆性强、价格高等缺陷，具有较强的综合性能，且价格低廉，适宜广泛推广使用。