[发明专利]基于石英颗粒的FRP-混凝土结构层间强度增强层及制作工艺

说明书

本发明公开了一种基于石英颗粒的FRP‑混凝土结构层间强度增强层及制作工艺。该强度增强层由混凝土、石英颗粒、树脂等三层材料组成；FRP‑混凝土结构层间强度增强层制作工艺包括以下步骤：石英颗粒选择及处理；FRP结构界面处喷涂树脂基层；树脂基层喷粘石英颗粒；树脂基层固化；放置FRP结构到模具内；模具与FRP结构树脂基层之间灌筑混凝土；FRP‑混凝土结构层间强度增强层养护；FRP‑混凝土结构脱模；FRP‑混凝土结构层间强度增强层养护成型。本发明的工艺方法，提高了FRP‑混凝土结构层间的剥离强度、剪切强度，改善了FRP‑混凝土结构层间强度性能，降低生产成本，具有工程应用意义。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体是指一种基于石英颗粒的FRP-混凝土结构层间强度增强层及制作工艺。

背景技术

多基复合结构如多基复合管，是将水泥基、树脂基与颗粒增强材料、纤维增强材料以及金属等不同基材进行合理复合，不仅在原有结构的基础上可进一步提高结构性能，延长使用寿命，而且可降低成本。这对于国家大规模投资的水利和市政的管道建设而言，无疑是具有重大意义的。但现有的混凝土的浇筑工艺条件下，FRP-混凝土结构层间界面之间容易出现大面积脱粘的现象，FRP外筒层与混凝土层之间、混凝土层与FRP内筒层之间，均为树脂基增强材料与水泥基增强材料的双基界面，容易由于剥离与剪切等外力而产生分层。因此提高FRP-混凝土结构层间界面强度的性能，对于多层复合管道设计十分重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于石英颗粒的FRP-混凝土结构层间强度增强层及制作工艺，旨在提高多层复合管不同材料界面适配层的性能。

为实现上述目的，本发明的方案如下：

第一方面，本发明提供的基于石英颗粒的FRP-混凝土结构层间强度增强层，其特征在于：包括混凝土层、石英颗粒层和树脂层；在FRP结构和混凝土结构之间，通过石英颗粒层的石英颗粒作为粘接桥梁，使强度增强层具有将FRP与混凝土粘接的功能；

所述石英颗粒层的石英颗粒粒径＝混凝土层厚度+树脂层厚度；

所述混凝土层的原材料包括：水泥、砂、石子、清水、减水剂、速凝剂和膨胀剂；以质量比计，所述水泥、砂、石子的配比为1:1.5-1.7:2.3-2.6；水/水泥即水胶比为0.34-0.36；减水剂掺量为1％-1.1％；速凝剂掺量为1.4％-2.1％；膨胀剂掺量为9.2％-11.2％；

所述石英颗粒层的石英颗粒粒径为2-8mm；

所述树脂层的原材料包括：树脂即不饱和聚醋树脂、固化剂即过氧化甲乙酮，和促进剂即辛酸钻液；以质量比计，所述固化剂与不饱和树脂的配比取1％-1.5％，促进剂与不饱和树脂的配比取1％-1.5％。

第二方面，本发明提供的基于石英颗粒的FRP-混凝土结构层间强度增强层制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)石英颗粒选择及处理：

(1.1)筛选器具准备；

(1.2)根据需求筛选不同粒径的石英颗粒，通过石英颗粒筛选器筛选出粒径为2-8mm的石英颗粒；

(1.3)用清水清洗石英颗粒，除去颗粒表面的油污和杂质；

(1.4)将石英颗粒放入烘干机烘干，静置常温；

2)FRP结构界面处喷涂树脂基层：

(2.1)确定FRP结构界面各位置树脂层厚度；

(2.2)喷涂防护措施准备；

(2.3)强度增强层树脂原材料准备，包括：树脂即不饱和聚醋树脂、固化剂即过氧化甲乙酮、促进剂即辛酸钻液；