[发明专利]预应力碳纤维增强塑料板材的锚具及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预应力碳纤维增强塑料板材的锚具及其制作方法。

背景技术

当建筑结构在正常使用状态下长期暴露在环境中，结构的老化问题使其承载 能力下降，裂纹增多。因此，对结构进行加固与修复的工作迫在眉睫，一般可采 用增大构件的截面尺寸、增加必要的辅助构件甚至通过改变结构体系以达到加固 与修复的目的。

碳纤维增强塑料板材以其轻质高强、耐腐蚀性能优越、耐疲劳性能强等优势 而逐渐的在土木工程领域被广泛的采用。对于一般的碳纤维板材的拉伸强度可达 到2000-3000MPa，相当于普通钢材强度的7-10倍左右。因此，更多的应用集中 于充分的利用碳纤维板材的拉伸性能对老化的结构进行修复和加固。

预应力碳纤维板材以施加一定的预应力，来提高结构的开裂荷载、屈服荷载、 极限荷载，控制结构的挠度和变形，极大的改善了结构在正常使用状态下的裂纹 的宽度，对钢筋的锈蚀和结构的耐久性能起到十分积极的作用。

目前申请的有关CFRP板材的锚具和锚固方法的专利一般采用夹片式来对 CFRP板材进行夹持，这类方法往往导致CFRP板材在拉伸过程中受到剪切作用而 失效。还有一种是波形锚具，但此类锚具的夹持厚度受到限制，且也易在张拉过 程中受剪破坏。另一类压片锚具虽然能克服CFRP板材在张拉过程中的受剪破坏 的问题。然而，此类锚具在长期环境侵蚀下锚具内部的压片会发生锈蚀作用，另 一方面在长期动荷载作用下锚具内部的连接件之间会发生松动，从而造成预应力 损失。

发明内容

基于以上不足之处，本发明的目的是提供一种预应力碳纤维增强塑料板材的 锚具及其制作方法。

本发明采用的技术方案如下：一种预应力碳纤维增强塑料板材的锚具，包括 用于夹持板材的上、下两块钢板，上、下两块钢板之间开有多个楔形沟槽，楔形 沟槽表面均匀涂抹有脱模剂，然后沟槽内填充有环氧树脂，上、下两块钢板之间 通过锚固螺栓锁紧，将板材沿着表面沟槽缓缓的从两块钢板的一端插入到另一 端，待环氧树脂完全固化之后，通过锚固螺栓锚固到需要加固的混凝土构件上。

本发明还具有如下技术特征：

1.上、下两块钢板之间基本没有间隙，防止填充环氧树脂的从钢板中外溢。

2.楔形沟槽在宽度和厚度的尺寸方向应比板材大2-3mm。

3.板材表面要进行正或负45度方向进行打磨，增强其与环氧树脂之间的粘结性 能。

4.在板材插入钢板后，在插入端沿着表面沟槽的宽度和厚度方向设置垫片，保 证板材位于沟槽的中心。

5.在上下两块钢板接触处表面缠绕2-3层胶带，保证胶带平整的粘到钢板表面， 防止钢板内部环氧树脂的漏出。

6、按如上所述方法制作的一种预应力碳纤维增强塑料板材的锚具。

本发明具有以下优点：

(1)钢板内部沟槽填充的环氧树脂紧紧和碳纤维板材粘结在一起，通过使 用脱模剂，而使得两者在拉伸过程中脱离钢板而独自成为一个整体共同受力，同 时钢板提供给两者反力作用，以使得整个锚固系统在拉伸过程中形成自锁结构。

(2)内部填充的环氧树脂密实、均匀的分布在沟槽里面并与碳纤维紧紧的 粘结在一起，一方面使得碳纤维板材在拉伸荷载下受力均匀可靠，另一方面，锚 具内部处于封闭环境，具有很好的耐环境侵蚀，可以进行长期使用。

(3)相对于其他的压片或夹片锚固系统，本锚固系统内部填充的环氧树脂 具有很好的延性和变形能力，使得此锚固系统在长期动荷载作用下锚具内部的不 会松动，进而不会造成预应力损失现象，保证了长期使用的可靠性。

(4)综上所述，本发明设计简单、传力合理、可靠、稳定性很好。具有高 效的锚固性能，可以将碳纤维板材拉伸至爆裂而不会产生板材滑移或锚具内板材 破坏的现象。同时通过在板材的插入端设置小型垫片而很好的避免了板材的偏心 受力问题。

附图说明

图1为碳纤维增强塑料板材的锚具的侧视结构示意图；

图2为碳纤维增强塑料板材的锚具的俯视结构示意图；

图中：1、钢板，2、环氧树脂，3、楔形沟槽，4、锚固螺栓。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1