[实用新型]一种CFRP筋粘结型锚具

说明书

技术领域

本实用新型属于建筑物和桥梁工程技术领域，具体涉及一种CFRP筋粘结型锚具。

背景技术

碳纤维增强复合材料(CFRP)是一种密度小、强度高、耐腐蚀、耐疲劳的新型材料，目前在土木工程中得到广泛研究与应用。但其横向抗压和抗剪强度低，当用作预应力筋时，若采用传统的锚具对其进行锚固，CFRP筋材将会在锚具口处被剪断而使锚固提前失效。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种CFRP筋粘结型锚具，其能够保证在锚具施工和使用过程中不发生在锚具口剪断CFRP筋材的现象，从而推广预应力CFRP筋在土木工程中的应用。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种CFRP筋粘结型锚具，包括若干CFRP筋、钢制套筒、螺母、封盖和端堵；其中，钢制套筒由直筒段和内锥段组成，封盖安装在内锥段的端面上，螺母与内锥段的外侧螺纹连接，直筒段的开口端内表面设有内螺纹，端堵与直筒段之间螺纹连接；钢制套筒的侧壁上开设有灌注孔和排气孔；在封盖和端堵上设置有对应的若干定位孔，若干平行设置的CFRP筋的两端分别穿过封盖和端堵上的若干定位孔，在钢制套筒填充内有灌注材料。

本实用新型进一步的改进在于：灌注材料选用环氧树脂或微膨胀水泥。

本实用新型进一步的改进在于：直筒段占钢制套筒长度的1/3，内锥段占钢制套筒长度的2/3。

本实用新型进一步的改进在于：内锥段的内表面光滑，其粗糙度Ra取12.5。

本实用新型进一步的改进在于：灌注孔的直径为28mm；排气孔的直径为4mm.

本实用新型进一步的改进在于：灌注孔设置在钢制套筒的中部，在钢制套筒的侧壁上开设有两个排气孔，且两个排气孔分别设置在钢制套筒的两端。

本实用新型进一步的改进在于：封盖和端堵上的定位孔的直径大于CFRP筋的直径2mm。

本实用新型进一步的改进在于：封盖通过周向设置的螺钉安装在内锥段的端面上。

本实用新型进一步的改进在于：直筒段的开口端内螺纹长度为30cm。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的优点：

本实用新型中端堵和封盖上设有相对应的定位孔，以使CFRP筋相互间隔一定的距离并保持平行。钢制套筒的作用是提供灌注空间并通过灌注料的粘结力固定筋材，现有锚具的套筒一般为直筒型和内锥型。直筒型锚具一般需要很长的套筒长度，因为其界面的粘结应力不均匀导致平均抗剪强度较小；内锥型锚具在锚具口易产生应力集中而剪坏筋材。针对以上两种套筒形式锚具存在的缺点，本实用新型提出一种复合套筒形式锚具，在锚具后部分的套筒设有内锥段，该段范围的胶体(或砂浆体)将形成楔块，随张拉力的增加，楔块将对筋材产生挤压力，从而提高筋材－胶体界面的粘结强度；在锚具前部分设置直筒段用于过渡，避免在锚具口产生应力集中而剪断筋材。

附图说明

图1是本实用新型CFRP筋粘结型锚具的结构示意图；

图2是图1的A-A向剖视图。

图中：1为CFRP筋，2为钢制套筒，3为螺母，4为封盖，5为端堵，6为灌注材料，7为灌注孔，8为排气孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步地详细说明。

参见图1和图2，本实用新型一种CFRP筋粘结型锚具，包括若干CFRP筋1、钢制套筒2、螺母3、封盖4和端堵5；其中，钢制套筒2由直筒段和内锥段组成，封盖4安装在内锥段的端面上，螺母3与内锥段的外侧螺纹连接，直筒段的开口端内表面设有内螺纹，端堵5与直筒段之间螺纹连接；钢制套筒2的侧壁上开设有灌注孔7和两个排气孔8；在封盖4和端堵5上设置有对应的若干定位孔，若干平行设置的CFRP筋1的两端分别穿过封盖4和端堵5上的若干定位孔，且通过灌注孔7在钢制套筒2填充有灌注材料6。其中，灌注材料6选用环氧树脂或微膨胀水泥。

进一步地，钢制套筒2由两部分组成，直筒段占钢制套筒2长度的1/3，内锥段占钢制套筒2长度的2/3，且内锥段内表面光滑，其粗糙度Ra取12.5，以便胶体的跟进并形成挤压力。直筒段的开口端开设有30mm长的内螺纹，以便端堵5的拧进。在钢制套筒2中部设置直径为28mm的灌注孔7，并在两端分别设置直径为4mm的排气孔8。为保证CFRP筋1的平行性，以使各根CFRP筋1受力均匀，在端堵4和封盖5上设置对应的定位孔，其直径比CFRP筋1直径大2mm，以便CFRP筋1穿过，同时在自由段设置数个定位板来保证自由段筋材的平行性。

粘结型锚具需要预先灌注并养护合适的时间后才能使用，其灌注工艺十分重要。灌注前应先精确计算CFRP筋的下料长度。为方便灌注，采用水平灌注工艺，灌注过程中应加强振动，以利于胶体或水泥的流淌和密实。当前后两个排气孔均冒出灌注料时说明已灌满，也可以采用压力注浆工艺，以保证灌注料的密实性。