[发明专利]一种高抗压强度和延性的FRP筋及其制备方法

权利要求书

1.一种高抗压强度和延性的FRP筋，其特征在于：FRP筋包括FRP约束层(2)，该FRP约束层(2)通过缠绕成型工艺形成，紧密缠绕包裹在FRP芯棒(1)外部，FRP约束层(2)的缠绕层数根据实际需求进行设定。

2.根据权利要求1所述的一种高抗压强度和延性的FRP筋，其特征在于：所述FRP筋还包括FRP芯棒(1)和FRP肋(3)，FRP芯棒(1)通过拉挤成型工艺制得，FRP肋(3)通过缠绕成型工艺形成，FRP肋(3)以一定螺距螺旋缠绕在FRP约束层(2)外表面，FRP肋的螺距根据实际需求进行设定。

3.根据权利要求1和2所述的一种高抗压强度和延性的FRP筋，其特征在于：所述FRP是GFRP、CFRP、BFRP或AFRP中的任何一种或几种的组合。

4.根据权利要求1或2所述一种高抗压强度和延性的FRP筋的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体实施过程如下：

步骤一，首先将纤维纱线从堆放于纱架(5)上的纤维纱筒(4)表面引出，然后经过穿纱板(6)上的穿纱孔被分股牵引，在牵引力的作用下，纤维纱线进入浸脂槽(8)浸胶，胶液为环氧树脂或乙烯基酯树脂；

步骤二，浸胶后的纤维纱线通过集束器(9)被集束成纤维束整体，同时在集束器(9)内围压的作用下挤出纤维纱线上多余的树脂胶液；接着，红外加热设备开始工作，此时温度低于树脂固化温度，加热片刻初步形成FRP芯棒(1)；

步骤三，FRP芯棒(1)随后被牵引至前部缠绕机(10)正中央，此时，螺旋缠绕机(10)开始工作；调整缠绕方向对FRP芯棒(1)进行单线缠绕或双线缠绕；通过调整前部缠绕机(10)的旋转圈数，使芯棒(1)外表面包裹有设定层数的FRP约束层(2)；在预成型装置(11)的挤压模具的作用下，纤维束和树脂混合物在FRP芯棒(1)外表面编织并初步成型为FRP约束层(2)，其纤维走向与芯棒(1)轴线方向所成缠绕角α取60～85°；

步骤四，包裹有FRP约束层(2)的芯棒经过预成型装置(11)进行定型，后部螺旋缠绕机(12)随后开始启动，将纤维束缠绕在FRP约束层(2)的外表面；在纵向拉动及径向缠绕的共同作用下，最终定型为表面带有连续螺纹肋状(3)的FRP筋；FRP肋(3)中纤维走向与芯棒(1)轴向所成缠绕角β约为60～80°；

步骤五，经过上述步骤的FRP筋在牵引力作用下，传送至加热加压固化装置(13)；在这一过程中加热加压功率应与牵引速率相匹配，即要保证能达到FRP筋中树脂固化所需要的温度，固化温度为80～150℃，牵引速率为300～500mm/min；

步骤六，固化完成后将FRP筋在室温下自然冷却，然后使用切割装置(14)将FRP筋切割成设计使用长度。