一種帶肋紋的鋼—連續纖維復合筋的工業制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種帶肋紋的鋼—連續纖維復合筋的工業制備方法，該方法是將浸漬有樹脂的纖維粗紗以及纖維紗束依次復合在鋼筋表面并形成纖維復合筋的制作工藝，并在復合形成的纖維復合筋外表面設置有提高其粘結性能的表面肋紋，具有合理的構造結構，且作為增強材料使用的纖維紗束采用樹脂充分浸漬，其內外界面均具有良好的粘結性能，能有效的滿足于鋼筋混凝土結構的設計強度，同時，還能克服現有纖維增強復合材料（FRP）存在材料脆性強、價格高等缺陷，實際使用效果良好。
【專利說明】一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明是一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法，具體涉及鋼筋混凝 土結構中使用的復合筋增強材料的制作工藝，屬于復合材料領域。。

【背景技術】
[0002] 鋼筋混凝土結構（RC結構）是用鋼筋和混凝土建造的一種結構，鋼筋承受拉力，混 凝土承受壓力，具有堅固、耐久、防火性能好、比鋼結構節省鋼材和成本低等優點，也是目前 建筑工程中較常見的一種施工形式，多用于各種超高建筑、大跨度結構，如橋梁、隧道等載 荷結構。在其結構中，鋼筋作為基本的增強材料，其綜合性能較強，但卻存在容易腐蝕等缺 點，基于這一情況，近年來，纖維增強復合材料（FRP)由于其輕質高強的特性逐漸得到廣泛 應用，例如，專利文獻CN1936206A (鋼-連續纖維復合筋增強混凝土抗震結構）即公開了使 用該纖維增強復合材料（FRP)與混凝土粘結形成的一種抗震結構，但在實際使用時，該纖 維增強復合材料（FRP)卻還存在材料脆性強、價格高等缺陷，為此，國內外學者提出用不同 纖維的混雜或者纖維包裹鋼筋得到綜合性能優、價格低的新型復合材料加強筋，但目前，對 鋼一連續纖維復合筋（SFCB)的研究在國內外還處于初級階段，沒有成熟的產品，當然，其生 產工藝也沒有定型化。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于提供一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法，采用 螺紋鋼筋作為內芯，依次使用纖維粗紗以及纖維紗束復合而成，并在復合形成的纖維復合 筋外表面設置有提高其粘結性能的表面肋紋，具有合理的構造結構，且作為增強材料使用 的纖維紗束采用樹脂充分浸漬，其內外界面均具有良好的粘結性能，能有效的滿足于鋼筋 混凝土結構的設計強度，同時，還能克服現有纖維增強復合材料（FRP)存在材料脆性強、價 格高等缺陷，實際使用效果良好。
[0004] 本發明通過下述技術方案實現：一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方 法，該纖維復合筋克服了現有纖維增強復合材料（FRP)存在材料脆性強、價格高等缺陷，具 有較強的綜合性能，且價格低廉，在本發明中，該方法是將浸漬有樹脂的纖維粗紗以及纖維 紗束依次復合在鋼筋表面并形成纖維復合筋的制作工藝，包括以下步驟： A :選擇螺紋鋼筋作為鋼筋內芯，采用打磨機除去該螺紋鋼筋兩側對稱的縱向通長肋， 制得螺紋筋材，并用酒精擦洗干凈； B :采用纖維粗紗對步驟A制得的螺紋筋材進行環向纏繞； C :將步驟B制得的鋼筋材料放置在排紗座上，將浸漬有樹脂的纖維紗束經排紗器均勻 布置在鋼筋內芯的外側； D :使用牽引裝置將鋼筋材料和纖維紗束連續送入擠壓裝置，完成纖維復合筋的預成 型； E :使用電動纏繞機帶動塑膠帶，對從擠壓裝置出來的纖維復合筋進行環向纏繞； F :將纏繞有塑膠帶的纖維復合筋送入固化爐，完成纖維復合筋的復合。
[0005] 本發明適用于直徑為8?12mm的螺紋鋼筋的工業制備，因此，在本發明中，所述的 鋼筋內芯采用直徑為8?12mm的螺紋鋼筋。
[0006] 為更好的實現本發明，在所述的纖維粗紗上涂刷有樹脂，所述的纖維粗紗沿螺紋 筋材凸起肋之間的空隙進行環向纏繞，可用于填補螺紋鋼筋螺紋間的間隙，同時，可以在鋼 筋內芯與纖維紗束復合并拉擠成復合筋時，增強螺紋鋼筋與纖維紗束(縱向纖維）之間的粘 結性能和整體性。
[0007] 理論上，該環向纏繞的纖維粗紗在纖維復合筋軸向受力時，基本不發揮作用，故可 采用低成本的連續纖維，即：所述的纖維粗紗為玄武巖纖維或玻璃纖維。
[0008] 所述纖維紗束的浸漬方法包括：將纖維紗束以紗錠的形式設置在紗架上，再采用 排紗架將紗錠上的纖維紗束引入盛裝有樹脂的浸漬槽內，待纖維紗束浸漬充分后，再使用 排紗器將該纖維紗束均勻布置在鋼筋內芯的外側，在本發明中，纖維紗束的浸漬采用直槽 浸漬的方法，操作簡單、快捷。
[0009] 進一步的，在所述的紗架上紗錠的設置數量為20?40目。
[0010] 在本發明中，所述的纖維紗束為玄武巖紗束或碳纖維紗束。
[0011] 所述的樹脂為環氧樹脂，如：Atlac430環氧雙酚A乙烯基樹脂。
[0012] 本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果： (1)本發明涉及的纖維復合筋構造設計合理，主要由螺紋鋼筋、纖維粗紗以及纖維紗束 復合而成，且作為增強材料使用的纖維粗紗和纖維紗束均采用樹脂充分浸漬，不僅能有效 的滿足于鋼筋混凝土結構的設計強度，同時，還能克服現有纖維增強復合材料（FRP)存在材 料脆性強、價格高等缺陷，具有較強的綜合性能，且價格低廉，適宜廣泛推廣使用。
[0013] (2)本發明采用玄武巖纖維或玻璃纖維作為纖維粗紗進行環向纏繞，理論上，該環 向纏繞的纖維粗紗在纖維復合筋軸向受力時，基本不發揮作用，故可采用低成本的連續纖 維，生產成本十分低廉。
[0014] (3)本發明在使用纖維粗紗對螺紋鋼筋內芯進行纏繞前，還需進行打磨操作，主要 由于現有市面上購買的螺紋鋼筋兩側均帶有對稱的縱向通長肋，往往會造成復合而成的纖 維復合筋截面呈橢圓形結構，為此，還需采用打磨機對其進行去除，操作簡單、快捷。
[0015] (4)本發明提出了纖維復合筋表面肋紋的處理方法，采用塑膠帶在樹脂固化前，對 纖維復合筋進行纏繞肋制，能更有效的保證纖維復合筋與外部介質(如混凝土）具有良好的 粘接性能，從而提高纖維復合筋的實用性。

【具體實施方式】
[0016] 下面將本發明的發明目的、技術方案和有益效果作進一步詳細的說明。
[0017] 應該指出，以下詳細說明都是示例性的，旨在對所要求的本發明提供進一步的說 明，除非另有說明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬【技術領域】的普通技 術人員通常理解的相同含義。
[0018] 鋼筋是目前RC結構(鋼筋混凝土結構)中廣泛使用的增強材料，應具備較強的綜合 性能，但基于現有纖維增強復合材料（FRP)存在材料脆性強、價格高等缺陷，本發明提出了 一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法，該纖維復合筋主要由螺紋鋼筋、纖維 粗紗以及纖維紗束復合而成，表面采用肋紋處理，具有合理的構造結構，且作為增強材料使 用的纖維粗紗以及纖維紗束均采用樹脂充分浸漬，不僅能有效的滿足于鋼筋混凝土結構的 設計強度，同時，還能克服現有纖維增強復合材料（FRP)存在材料脆性強、價格高等缺陷，具 有較強的綜合性能，且價格低廉，適宜廣泛推廣使用。
[0019] 以下是對本發明所述纖維復合筋的進一步描述： 本發明涉及的纖維復合筋包含有以下三個部分： A :鋼筋內芯：選擇直徑為8?12mm的螺紋鋼筋作為鋼筋內芯； B :纖維粗紗：環向纏繞于螺紋鋼筋的螺紋間隙，理論上，該環向纏繞的纖維粗紗在纖 維復合筋軸向受力時，基本不發揮作用，故可采用低成本的連續纖維，即：玄武巖纖維或玻 璃纖維。
[0020] C :纖維紗束：縱向均勻布置在鋼筋內芯的外側，可選用玄武巖紗束或碳纖維紗 束， 在上述結構中，纖維粗紗和纖維紗束上均浸漬有樹脂，在實際制作過程中，可在樹脂 混合器中完成樹脂的充分浸漬，以達到鋼筋混凝土結構的施工設計強度，設計十分合理，其 中，樹脂可選用環氧樹脂，如：Atlac430環氧雙酚A乙烯基樹脂。
[0021] 采用本發明方法復合而成的纖維復合筋還具良好的粘結性能，主要通過對其表面 的肋紋處理而實現，下面以一個典型實施例來列舉說明本發明的【具體實施方式】，當然，本發 明的保護范圍并不局限于以下實施例。
[0022] 本方法是纖維復合筋的工業制備方法，是將浸漬有樹脂的纖維粗紗以及纖維紗束 依次復合在鋼筋表面并形成纖維復合筋的制作工藝，在本實施例中，其制備方法具體包括 以下步驟： (1) 內芯加工：選擇1〇_直徑的螺紋鋼筋(如：HRB400型螺紋鋼筋)作為鋼筋內芯，采用 打磨機除去該螺紋鋼筋兩側對稱的縱向通長肋，制得螺紋筋材，并用酒精擦洗干凈，HRB400 型螺紋鋼筋的基本性能如表1所示： 表1

【權利要求】
1. 一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法，其特征在于：該方法是將浸漬 有樹脂的纖維粗紗以及纖維紗束依次復合在鋼筋表面并形成纖維復合筋的制作工藝，包括 以下步驟： A :選擇螺紋鋼筋作為鋼筋內芯，采用打磨機除去該螺紋鋼筋兩側對稱的縱向通長肋， 制得螺紋筋材，并用酒精擦洗干凈； B :采用纖維粗紗對步驟A制得的螺紋筋材進行環向纏繞； C :將步驟B制得的鋼筋材料放置在排紗座上，將浸漬有樹脂的纖維紗束經排紗器均勻 布置在鋼筋內芯的外側； D :使用牽引裝置將鋼筋材料和纖維紗束連續送入擠壓裝置，完成纖維復合筋的預成 型； E :使用電動纏繞機帶動塑膠帶，對從擠壓裝置出來的纖維復合筋進行環向纏繞； F :將纏繞有塑膠帶的纖維復合筋送入固化爐，完成纖維復合筋的復合。
2. 根據權利要求1所述的一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法，其特征 在于：所述的鋼筋內芯采用直徑為8?12mm的螺紋鋼筋。
3. 根據權利要求1所述的一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法，其特征 在于：所述的纖維粗紗沿螺紋筋材凸起肋之間的空隙進行環向纏繞。
4. 根據權利要求1所述的一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法，其特征 在于：所述的纖維粗紗為玄武巖纖維或玻璃纖維。
5. 根據權利要求1所述的一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法，其特征 在于：所述纖維紗束的浸漬方法包括：將纖維紗束以紗錠的形式設置在紗架上，再采用排 紗架將紗錠上的纖維紗束引入盛裝有樹脂的浸漬槽內，待纖維紗束浸漬充分后，再使用排 紗器將該纖維紗束均勻布置在鋼筋內芯的外側。
6. 根據權利要求5所述的一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法，其特征 在于：在所述的紗架上紗錠的設置數量為20?40目。
7. 根據權利要求1所述的一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方法，其特征 在于：所述的纖維紗束為玄武巖紗束或碳纖維紗束。
8. 根據權利要求1?7任一項所述的一種帶肋紋的鋼一連續纖維復合筋的工業制備方 法，其特征在于：所述的樹脂為環氧樹脂。
【文檔編號】E04C5/07GK104060768SQ201410274703
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月19日 優先權日:2014年6月19日
【發明者】王靈 申請人:四川航天五源復合材料有限公司