[发明专利]一种FRP筋锚固用扩大端头、加工方法及锚固方法

说明书

本发明公开了一种FRP筋锚固用扩大端头、加工方法及锚固方法，其中FRP筋锚固用扩大端头包括内层以及外层，所述外层具有一截面单向变化的缩紧段；外层的成分包括：纤维：60~70质量份；热固性树脂：30~40质量份；内层的成分包括：双向纤维布：40~50质量份；热塑性树脂：50~60质量份；所述外层包缠在所述内层上并与所述内层一体固化。发明用于FRP筋在混凝土结构（梁、柱、板、墙等）中的端部锚固，可大大缩短构造要求的锚固长度，实现FRP筋与混凝土的有效锚固，该方法具有施工方便、可靠度高的特点。

技术领域

本发明涉及土建、交通等领域的混凝土结构中纤维增强复合材料筋的锚固技术。

背景技术

纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，简称FRP)具有高强、质轻、耐腐蚀和耐疲劳等优点。FRP筋是由纤维纱按一定比例浸渍树脂，通过拉挤工艺成型的复合材料，是土木工程应用中钢筋的理想替代品，目前在桥梁、水工建筑物、海港码头及加固工程中已得到应用。

尽管FRP筋用于土木工程领域有着广阔的前景，但作为钢筋的替代品应用于混凝土结构中时还存在一定的问题。由于FRP筋不能像钢筋那样进行弯折与焊接，并且由于FRP筋的泊松比较大，在拉力的作用下其横向的收缩往往比钢筋大很多，容易与混凝土层剥离，因此其在端部的锚固问题目前还没有得到十分有效的解决。规范GB50608-2010中对于FRP筋的锚固长度要求是：GFRP筋、AFRP筋、CFRP筋不应小于20d、25d和35d，且不小于下列公式的计算结果

式中，l_a为锚固长度，f_fd为FRP筋的抗拉强度设计值，f_t为混凝土的抗拉强度设计值，d为FRP筋的直径。

现有的锚固方法大多是将FRP筋伸入节点一定的长度来保证端部不滑移，但现实结构中FRP伸入节点的长度有限，并且这种方法也难以保证锚固性能的稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述FRP筋在混凝土中的锚固问题，而提出一种能有效减少锚固端长度并提高拉拔曲线下降段对应的拉拔力的套施工方便、性能稳定的FRP筋锚固用扩大端头、加工方法及锚固方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种FRP筋锚固用扩大端头，其特征在于：包括内层以及外层，所述外层具有一截面单向变化的缩紧段，缩紧段的角度介于20°到45°之间，以保证锚固端扩大头部分与混凝土之间的有效传力；

外层的成分包括：纤维：60～70质量份；热固性树脂：30～40质量份。外层直接与混凝土接触，对强度的要求较高，因此纤维含量较高。

内层的成分包括：双向纤维布：40～50质量份；热塑性树脂：50～60质量份。内层树脂的含量较高，有利于后期加热软化并与FRP筋形成一体。

所述外层包缠在所述内层上并与所述内层一体固化。

所述纤维为连续纤维；所述热固性树脂为环氧树脂、乙烯基树脂或不饱和树脂。

所述热塑性树脂为热塑性环氧树脂。

所述缩紧段的表面形状为锥形面或弧形面。

所述扩大端头长度应不小于FRP筋直径的4倍，扩大端头外层的最大直径应不小于FRP筋直径的2倍。

一种FRP筋锚固用扩大端头的加工方法，其特征在于：采用模具进行加工，所述模具包括具有型腔的凹模和具有芯棒的凸膜，加工方法具体包括：

在芯棒上缠绕浸渍热塑性树脂的双向纤维布作为内层，为了保证纤维含量达到预期值(质量分数40～50％)，在缠绕浸润树脂后的双向布时应进行拉紧和挤压，使双向布在压紧的情况下充分浸润树脂；