[发明专利]一种钢绞线-FRP复合筋的制备方法以及制备钢绞线-FRP复合筋的系统

说明书

本发明提供了一种钢绞线‑FRP复合筋的制备方法以及制备钢绞线‑FRP复合筋的系统，涉及复合材料制备技术领域。本发明提供的钢绞线‑FRP复合筋的制备方法，包括以下步骤：将钢丝进行绞合，得到钢绞线；将所述钢绞线置于树脂溶液中，进行浸渍，得到树脂包覆的钢绞线；在所述树脂包覆的钢绞线表面包裹FRP纤维束，依次进行加热固化和冷却紧缩，得到钢绞线‑FRP复合筋。本发明制备的钢绞线‑FRP复合筋能够防止钢绞线发生碳化、氧化、酸性腐蚀，具有较高的耐高温性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，具体涉及一种钢绞线-FRP复合筋的制备方法以及制备钢绞线-FRP复合筋的系统。

背景技术

钢绞线是指由多根钢丝绞合构成的钢铁制品，由于钢绞线的强度高、弹性模量大、抗扭转、抗滑移性能好、运输安装方便，被广泛应用于桥梁、建筑、水利、能源及岩土工程中。但是钢铁制品在服役期间，容易发生氧化、碳化、酸性腐蚀等破坏，而钢绞线往往用于预应力等结构，不允许裂纹的发生。

纤维增强复合材料(FRP)由于其轻质高强、耐腐蚀性好的优点，在建筑行业中的应用日益广泛，FRP筋材代替钢筋作为受力筋的方法也已经得到了广泛应用，但是相比传统的钢筋，FRP筋材没有明显的屈服现象，脆性大，破坏没有预兆，难以满足实际需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢绞线-FRP复合筋的制备方法以及制备钢绞线-FRP复合筋的系统，本发明制备的钢绞线-FRP复合筋能够防止钢绞线发生碳化、氧化、酸性腐蚀，具有较高的耐高温性能和力学性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种钢绞线-FRP复合筋的制备方法，包括以下步骤：

将钢丝进行绞合，得到钢绞线；

将所述钢绞线置于树脂溶液中，进行浸渍，得到树脂包覆的钢绞线；

在所述树脂包覆的钢绞线表面包裹FRP纤维束，依次进行加热固化和冷却紧缩，得到钢绞线-FRP复合筋。

优选地，所述钢绞线的制备方法包括：将钢丝依次进行预处理和稳定化处理，再冷拉单丝，与定型盘连接，通过绞线机绞合。

优选地，所述预处理在过氧化氢水溶液中进行，所述过氧化氢水溶液的质量分数为10～20％。

优选地，所述稳定化处理采用阶段式升温方法；所述阶段式升温方法包括：先由室温以6～8℃/min的升温速率升至4.30～470℃，再以12～14℃/min 的升温速率升至930～870℃。

优选地，所述树脂包覆的钢绞线中树脂的包覆厚度为1.5～2.5mm。

优选地，所述FRP纤维束包括碳纤维束、玄武岩纤维束和玻璃纤维束中的一种或几种。

优选地，所述FRP纤维束以连续单向的形式包裹在所述树脂包覆的钢绞线表面。

优选地，所述加热固化包括依次进行的预固化和固化；所述预固化的温度为100～120℃，所述预固化的时间为10～15min；所述固化的温度为 150～200℃，所述固化的时间为1～1.5min。

优选地，所述冷却紧缩的降温速度为12～18℃/min。

本发明还提供了一种制备钢绞线-FRP复合筋的系统，包括依次设置的绞线机、U型套管和纤维编织机。