[发明专利]一种自锚固的FRCM预制板及其成型工艺

说明书

本发明公开了一种自锚固的FRCM预制板的成型工艺，包括：支模步骤：按照预设模板结构进行支模，预设模板结构包括模腔及支设在模腔上的固定支架，固定支架包括悬空地设于模腔正上方的横杆；铺设步骤：在模腔的端部区域铺设层间定位杆及位于横杆正下方的端部定位杆，使纤维网格布依次跨绕在所述层间定位杆及所述端部定位杆上，并使所述纤维网格布拉伸张紧，再将纤维网格布端部固设所述横杆上；沿纤维网格布的延伸方向，跨绕于两根相邻且非同端侧上的定位杆之间的纤维网格布大致平行于底模板表面；浇注以及养生及拆模步骤。该成型工艺通过使纤维束具有“自锚固”特性提升纤维束协同工作能力提升FRCM的受力性能。

技术领域

本发明涉及纤维织物增强水泥基复合材料的技术领域，具体涉及一种自锚固的FRCM预制板及其成型工艺。

背景技术

纤维织物增强水泥基复合材料(简称FRCM)，是一种新型复合材料，是多轴纤维编织网和精细混凝土的结合，纤维编织网可以沿主应力方向布置。由于所采用的纤维材料如耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维、聚苯撑苯并恶唑纤维等具有耐腐蚀、防止化学侵蚀等优点，因此对于混凝土保护层厚度的要求较低，结构单元的厚度主要依赖于增强纤维编织网必需的锚固厚度。FRCM因此可作为一种轻质、耐久、高强的薄壁材料。且相较于纤维增强复合材料(FRP)，FRCM由于采用干纤维和无机水泥基胶凝材料，具有纤维几何可变、与混凝土相容性好、受温度影响较小、渗透性好、不易燃、可在低温和浸水环境下应用等优点。

近年来对FRCM板的轴拉试验研究表明，受拉伸时FRCM板的破坏模式主要为纤维拔出破坏、纤维拉断-拔出破坏及纤维束-砂浆界面破坏，其使用效率受到纤维束-砂浆界面的黏结性能和FRCM中纤维束协同受力性能所控制。提升FRCM预制板整体力学性能的关键在于增强纤维织物和砂浆之间的粘结性能，提高其协同工作能力。

就现有的提升措施而言，采用环氧树脂浸渍处理纤维束且表面喷砂以及在砂浆基体中使用掺合料可以有效地提高FRCM中纤维束和胶凝材料间的界面黏结强度，但浸渍处理后的FRCM面临同FRP类似的适用性和耐久性局限；而对纤维束施加预应力可以增强纤维束的协同工作性能，但只有在预拉拔纤维的埋长大于基体长度时才有效，且纤维束预张拉设备的制作非常复杂。

现有采用多层纤维织物的FRCM预制板的制备过程普遍采用砂浆和纤维织物逐层铺设的浇筑方式。以4层纤维织物为例，如附图1所示，先浇筑底层砂浆作为下保护层，然后铺设第一层纤维织物(图1.a)；随后浇筑第二层砂浆(图1.b)，再铺设第二层纤维织物(图1.c)；重复上述过程完成第三、第四层的砂浆浇筑和纤维铺设(图1.d-e)；最后铺设第五层砂浆作为上保护层(图1.f)。这种制备方式存在浇筑过程复杂(分层浇筑、耗时耗力)、砂浆厚度控制困难(砂浆层一般为2～3mm，厚度难以精确控制)、纤维织物不平整(干纤维织物较为柔软，几何易变，由于砂浆硬化前也具有流动性，所以很难保证纤维织物平整，影响FRCM初期受力性能)等缺点，严重制约了FRCM板的制作效率和力学性能。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，公开了一种FRCM预制板的成型工艺，一方面能够提升FRCM的受力性能，通过使纤维束具有“自锚固”特性提升纤维束协同工作能力，另一方面又具有施工简单、快捷的优势。

具体技术方案如下：

一种自锚固的FRCM预制板的成型工艺，包括如下步骤：

支模步骤：按照预设模板结构进行支模；所述预设模板结构包括由底模板、侧模板、端模板围成的模腔及支设在模腔上的固定支架，所述固定支架包括悬空地设于所述模腔正上方的横杆；

铺设步骤：在所述模腔的端部区域铺设层间定位杆及位于所述横杆正下方的端部定位杆，使纤维网格布依次跨绕在所述层间定位杆及所述端部定位杆上，并使所述纤维网格布拉伸张紧，再将纤维网格布端部固设所述横杆上；沿纤维网格布的延伸方向，跨绕于两根相邻且非同端侧上的定位杆之间的纤维网格布大致平行于底模板表面；