[发明专利]一种混杂纤维经编格栅的制备方法

说明书

本发明公开了一种混杂纤维经编格栅的制备方法，包括以下步骤：配置经向格栅支，所述经向格栅支由高模量纤维和低模量纤维混合而成；配置纬向格栅支，所述纬向格栅支由高模量纤维和低模量纤维混合而成；对经向格栅支和纬向格栅支的低模量纤维纱施加预张力；采用施加预应力后的经向格栅支和纬向格栅支进行正交编织，得到横纵交织的经编格栅；对编织后的经编格栅进行浸渍液浸渍并固化；将固化成型后的格栅进行放张预应力。本发明经编格栅固化成型后低模量纤维中存在初始应力，减少低模量纤维纱的受力滞后，以保证混杂纤维单支格栅受力均匀、变形协调，这样充分利用了不同纤维的优势，解决了单一纤维格栅强度低、延性差的问题。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种混杂纤维经编格栅的制备方法。

背景技术

纤维经编格栅因其优异的力学性能已在土木工程中被广泛使用，应用在水泥混凝土结构中，增强混凝土克服混凝土抗拉强度低、延性差、抗冲击性能差等问题；用于增强道路工程中沥青混合料面层，提高路面稳定性、延缓反射裂缝、提高抗疲劳性能等；还可应用于路基、路堤、边坡的加固等，提高受力稳定性。

纤维经编格栅所用的纤维可为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维等，碳纤维强度高、模量高，但是典型的脆性材料，变形能力较差，且价格较高，用于增强结构易发生脆性断裂；玻璃纤维延性较好，价格相对较低，但强度与模量偏低，用于增强加固致使刚度和承载力均较低；玄武岩纤维力学性能与玻璃纤维相当，且具有更好的耐温性能和耐腐蚀性能。因此为充分发挥不同纤维的优势，解决单一纤维的缺陷，混杂纤维复合材料应运而生。混杂纤维经编格栅可充分发挥不同模量、不同强度纤维的优势，制得的格栅制品具有强度高、延性好、变形协调、受力均匀的特点。

现有的混杂纤维经编格栅的制备方法主要有格栅支内采用相同的纤维，格栅支之间采用不同的纤维交替出现，或者经纬向采用不同的纤维，此两种方法均存在混杂后的纤维经编格栅受力不均匀，无法充分利用不同纤维的优势。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供混杂纤维经编格栅的制备方法，该方法制备的混杂纤维经编格栅具有强度高、延性好、受力均匀、变形协调的特点。

有鉴于此，本发明提供了一种混杂纤维经编格栅的制备方法，包括以下步骤：

配置经向格栅支，所述经向格栅支由高模量纤维和低模量纤维混合而成；

配置纬向格栅支，所述纬向格栅支由高模量纤维和低模量纤维混合而成；

对经向格栅支和纬向格栅支的低模量纤维纱施加预张力；

采用施加预应力后的经向格栅支和纬向格栅支进行正交编织，得到横纵交织的编织网；

将编织后的经、纬向纱线经过浸渍液浸渍，并高温固化；

将固化成型后的格栅进行放张预应力。

优选的，所述纤维为高模量纤维和低模量纤维；

优选的，所述的高模量纤维布置于格栅支的中部，低模量纤维布置于格栅支的边侧，在单支格栅中高模量纤维占单支格栅纤维总量的15%~25%。

优选的，所述的高模量纤维为碳纤维，其抗拉强度为4800MPa左右，模量为230GPa左右，延伸率为1.8%，所述的低模量纤维为E-玻璃纤维或玄武岩纤维，E-玻璃纤维强度为3000MPa左右，模量为72GPa左右，延伸率为4.1%，玄武岩纤维强度为3000MPa，模量为85Gpa，延伸率为3.1%。

优选的，所述的混杂纤维格栅中，所述纤维的含量为85~92wt%，所述的浸渍涂层的含量8~15wt%。

优选的，所述的预张力施加需在混杂格栅编织前进行，混杂格栅编织、浸渍完成高温固化后再进行预张力放张。