[发明专利]一种FRP带状螺旋箍筋及其制备方法

说明书

本发明公开了一种FRP带状螺旋箍筋及其制备方法，属于建筑材料和纤维增强复合材料领域，所述FRP带状螺旋箍筋包括箍筋体。该箍筋体的截面形状为矩形，且宽度远大于厚度，其空间形状为三维螺旋线。所述FRP带状螺旋箍筋的制备方法为将特定层数与长度的FRP单向预浸料条带叠合并在模具上以三维螺旋线为路径从一端缠绕到另一端，随后固化、脱模。本发明制备的FRP带状螺旋箍筋具有弯曲次应力小，纤维扭结少，抗拉强度高，生产效率高，生产成本低等优点，可用于梁、柱等混凝土结构。

技术领域

本发明属于建筑材料和纤维增强复合材料领域，涉及了一种FRP带状螺旋箍筋及其制备方法。

背景技术

当前我国的土木工程建设发展迅猛，在工业与民用建筑、道路桥梁工程、水利工程等方面都进行了大量建设。由于钢筋混凝土结构有很多的优点，在目前以及未来一段时间里，我国工程建设的主要结构形式还是以钢筋混凝土结构为主。但是钢筋混凝土结构在自然环境中，随着服役年限的增加钢筋会发生锈蚀，这会导致承载能力退化、使用寿命降低和维修费用增加。箍筋由于较小的直径和较小的保护层厚度，更容易受到环境腐蚀的影响。用耐腐蚀材料代替普通钢筋已成为解决钢筋特别是钢箍筋锈蚀问题的根本途径。与普通钢筋相比，纤维增强复合材料(FRP)具有良好的耐腐蚀性、较高的比强度以及较好的可设计性等优点。在混凝土结构中使用FRP箍筋替代钢箍筋可从根本上避免钢箍筋锈蚀。当前的FRP螺旋箍筋通常为圆形截面，是由拉挤成型的FRP棒材在树脂基体完全固化之前螺旋弯曲而成。这种FRP箍筋有两大缺点：第一，弯曲时会发生内侧纤维受压扭结与外侧纤维受拉断裂，降低箍筋的抗拉强度与模量，影响约束效率；第二，生产工艺复杂，成本较高。

发明内容

本发明为了解决现有FRP箍筋在加工时导致的弯曲部分抗拉强度降低以及在重叠搭接部分过早发生粘结滑移等问题，进而提出了一种FRP带状螺旋箍筋及其制备方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种FRP带状螺旋箍筋，包括箍筋体(5)，该箍筋体(5)是由多层FRP单向预浸料(3)条带通过叠合装置(2)叠合后再由螺旋缠绕机(6)缠绕成型并固化脱模制得。所述箍筋体(5)空间形状为三维螺旋体，截面形状为宽度是厚度5-10倍的矩形。

一种FRP带状螺旋箍筋的制备方法包括如下步骤：

步骤一：将两层以上特定长度的FRP单向预浸料(3)裁剪成条带并叠合起来；

步骤二：将特定形状的模具(4)安装到缠绕机(6)上；

步骤三：把FRP单向预浸料(3)的一端用夹持装置(7)固定于模具(4)上的缠绕起始点；

步骤四：开启缠绕机(6)，保持转速不变，转动模具(4)，并用横移装置(1)拉拽FRP单向预浸料(3)从模具(4)的一端匀速运动到另一端，然后将FRP单向预浸料(3)再固定于缠绕终点；

步骤五：缠绕完成后取下模具(4)，将模具(4)与模具(4)上的FRP单向预浸料(3)放入加热槽中，使FRP单向预浸料(3)层合固化；

步骤六：待FRP单向预浸料(3)固化后，脱模得到最终的螺旋箍筋成品。

步骤二中特定形状的模具(4)有圆形、方形或锥形三种。

步骤四中用叠合的FRP单向预浸料(3)条带在模具(4)上以三维螺旋线为路径从一端缠绕到另一端。

与现有技术相比较，本发明对比已有技术具有以下创新点：

1.采用FRP单向预浸料条带为原料来制备螺旋箍筋。

2.将多层FRP单向预浸料条叠合，以三维螺旋线为路径，在圆形、方形或锥形模具上缠绕形成螺旋箍筋。

本发明对比已有技术具有以下优点：