[发明专利]一种纤维增强树脂基复合材料包覆棒材产品及其制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维增强树脂基复合材料包覆棒材产品的制备方法，一种纤维增强树脂基复合材料包覆棒材的制备方法，包括以下步骤：步骤1，对棒材进行除锈斑、除油脂、除污垢和除杂物等表面预处理；步骤2，将经步骤1处理后的棒材置于若干支座上；步骤3，将纤维采用复合材料的缠绕工艺，例如：浸渍纤维束湿法缠绕等方法，按预定角度缠绕包覆在棒材表面；步骤4，必要时，在棒材弯头处和端头处用手工缠绕、机械缠绕或手糊方式进行包覆；步骤5，纤维缠绕达到指定缠绕层数或复合材料厚度后将复合棒材密封于真空袋膜；步骤6，对密封于真空袋膜的复合材料棒材采用真空袋压工艺，使纤维增强树脂基复合材料与棒材紧密结合并形成表面纹路。

技术领域

一种纤维增强树脂基复合材料包覆棒材产品的制备方法，属于复合材料增强结构件技术领域。

背景技术

在土木工程领域，长条形构件（如钢筋，桁架、网架及网壳杆件），在海洋环境、化学制剂等腐蚀条件下，会出现性能快速劣化的情况，严重影响构件的受力安全及使用寿命。在通讯工程领域，埋置于混凝土中的长条形良导体棒材，通常需要进行绝缘处理，以避免在构件中产生感应磁场及发生漏电短路现象，从而满足信号传输及设备运行安全的要求。目前世界范围内，解决长条形棒状构件腐蚀、绝缘的主要方式有三种：

一是采用环氧粉末涂料对进行涂装。这种方式的缺陷是对于表面形状复杂的棒状构件，例如螺纹钢棒，很难喷涂均匀，容易产生漏点（即针孔）等现象。同时涂层薄，表面脆性较为明显，在运输和制作、施工过程中易开裂剥离而失效，因此，可靠性不高。

二是热塑性树脂包覆。这种方法在一定程度上解决了环氧粉末涂装法易开裂、剥离的问题。但缺陷是树脂层薄（通常不超过0.5mm），抗冲击性能较差。此外，无法完全避免针孔问题；制备工艺复杂，需要特殊生产设备进行制备，成本较高。

三是直接采用全纤维增强树脂基复合材料棒材（简称全复材棒）。这种方式的缺陷是：全复材棒是一种弹性材料，没有屈服平台，其破坏过程具有显著的脆性特征，以全复材棒增强的混凝土结构破化前警示现象往往不明显，需要在设计中予以特别考虑。此外，全复材棒的弹性模量低于钢棒，相同混凝土截面下需配置更多的全复材棒，增加了建筑成本；全复材棒增强混凝土构件的耐火性能远低于钢筋混凝土构件；全复材棒在受压时内部纤维易发生局部屈曲，因此设计规范通常建议忽略全复材棒对构件受压性能贡献；全复材棒的弯制必须在工厂预制成型，不利于现场施工；目前还没有可靠的螺纹连接方式，直棒与直棒、直棒与弯棒通常以搭接方式连结，连接处的受力性能较弱。

目前的复合材料包覆棒材方式，都存在各种缺陷。

1.有的方式只适合包覆圆形材料；

2.有的方式只适合光滑表面棒材，对非光滑棒材需要预先把突出物（如钢筋上的肋）磨平；

3.有的方式需要在棒材上先涂抹一层树脂再进行复合材料包覆；

4.有的方式只适合纤维纱或纤维布包覆；

5.有的方式只适包覆直棒；

6.有的方式只适合包覆金属材料；

7.有的方式只适合包覆实心棒；

8.有的方式在包覆弯头处只能选用热塑性树脂；

9.有的方式只适合手工小规模、低效率、非连续化制备。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种纤维增强树脂基复合材料包覆棒材的产品及其制备方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为了克服上述现有技术的不足，本发明的纤维增强树脂基复合材料包覆棒状构件具有以下特点：由于在芯棒外表包覆了一层厚度可控的纤维增强树脂基复合材料，解决了棒状构件锈蚀、磁化及导电的问题。同时，由于纤维增强树脂基复合材料具有很好的耐腐蚀性能和很高的强度，可以适应不同地域的气候和环境条件。