混凝土结构用补强条的制作方法

文档序号:1954029阅读:232来源:国知局
专利名称:混凝土结构用补强条的制作方法
涉及在本文公开的研发主题不是联邦资助的。
本发明涉及混凝土用补强材料和如此补强的混凝土结构。
混凝土是最普通的建筑材料之一。它广泛地用于各种结构,比如桥梁、墙壁、地面、建筑支撑体、道路和飞机跑道等。
混凝土具有优异的压缩强度,但拉伸强度很差。因此,如果结构受到拉伸应力,比如由弯曲负荷产生的应力时,总是须要对混凝土结构进行补强。提供这种补强的很普通的方法是在混凝土中加入金属(通常是钢)补强条。钢补强条可以对混凝土结构的拉伸强度提供很大的改善。
不幸的是,当钢补强条曝露在水中的时候,随着时间的进程,会受到腐蚀。如果钢材曝露在盐当中时,比如在寒冷的气候中曝露在道路表面的融雪和冰下时,经常会加速此腐蚀。人们倾向于对混凝土进行保护,使之不受水和盐的侵蚀,但是随着时间的进展,混凝土上会产生裂纹并且发展,这些物质会通过裂纹渗透到嵌入的钢材上。随着钢材开始腐蚀,由于形成锈蚀层使之膨胀。这样的膨胀进一步引起混凝土开裂,由此加速了混凝土结构的瓦解。
为了避免此腐蚀问题,试图使用某些拉挤成型的复合材料,这些复合材料包括以热固性树脂作为基材,在其中包埋了长纤维,通常是玻璃纤维,但有时是其他材料形成的材料。
这些热固性复合材料解决了腐蚀的问题,但还有其它明显的缺点。一个最明显的缺点就是,没有能够把这些热固性复合材料成型为各种式样的实际方法。钢补强条通常经弯曲、绞合或者形成环,以适合于特殊建筑项目的要求。这经常是在现场加工的,但也可以作为螺纹钢制造方法的一部分来制作。一旦热固性基材发生固化,拉挤成型的热固性复合材料是不可以再成型的。因此,对于热固性复合材料来说,现场成型不是一种选择。甚至于在工厂中成型都是困难的。拉挤成型的方法主要适合于制造等截面的直线状复合材料。所做的任何成型必须在把树脂加入到补强纤维中和固化到粘度达到不能再流动,以及树脂完全固化这两个时间点之间的很短的时间范围内进行。这样短的时间范围使得制造热固性复合材料的成型很困难而且昂贵。
热固性复合材料的第二个缺点是,它很难嵌入混凝土中。螺纹钢经常具有在钢材表面上模制或者压制的突起花纹和锯齿状的截面。这样的截面使得钢条以机械的方式镶嵌在混凝土中。另一方面,由于拉挤成型方法的本性,热固性复合材料一般具有恒定的截面。提供表面特征的后加工方法,比如压花,是不合适的,因为热固性复合材料太脆,冲击强度很差。压花方法倾向于使包埋的纤维断裂,使复合材料弱化。有时用重叠注塑提供表面花纹使之嵌入到混凝土中。然而,重叠注塑和复合材料之间的连接经常比和混凝土基体的连接更差,提供不了多少好处。
另外,热固性复合材料伸长率很低(断裂时大约为1%),冲击强度差而且脆。它们还很昂贵,主要是由于生产速度太慢。
因此希望提供混凝土结构钢补强条和热固性复合材料补强条的替代品。
在本发明的一个方面提供一种补强条(螺纹钢),包括在热塑性树脂基体中包埋许多沿纵向取向的增强纤维的复合材料。
本发明的补强条解决了许多与螺纹钢和热固性复合材料补强条有关的问题。本发明的补强条不会由于曝露在水和/或普通的盐里而腐蚀。本发明的补强条容易成型为许多形状和结构。因此,它容易成型为能够嵌入混凝土中,形成与混凝土机械镶嵌,从而改善补强效果的形状。如果需要,可以很容易在现场进行这样的成型。本发明的补强条经常能够以高于热固性复合材料拉挤成型的速度制造。因此,本发明的补强条可以更加便宜而且性能好于热固性复合材料补强条。
在本发明的第二方面提供一种混凝土结构,该结构包括包埋在混凝土基体中的补强条,所述补强条包括由包埋在热塑性树脂中许多纵向取向的增强纤维组成的复合材料。


图1A~1J、2、3A~3B和4A~4C是本发明各种实施方案的等比例图。
本发明的补强条包括由包埋在热塑性树脂基体中沿纵向取向的增强纤维组成的复合材料。如在Edwards等人的USP-5,891,560中所述,通常可以用许多方法制造这种补强条。
增强纤维可以是任何结实的、有刚性的、能够通过多种方法加工进入复合材料的纤维。适用的纤维是公知的,而且可商购获得。玻璃纤维、其他的陶瓷纤维、碳纤维、金属纤维或者高熔点聚合物(比如聚芳酰胺)纤维都是合适的。不同类型纤维的混合物也是可以使用的。再有,不同种类的纤维可以与复合材料层叠或者交织,以使某些所需性能优化。比如,可以在复合材料的内部区域使用玻璃纤维,而在外部区域使用刚性更好、更昂贵的纤维,比如碳纤维。这样就能够获得碳纤维高刚性的好处,同时降低了纤维的总成本。另外,外部的碳纤维给玻璃纤维提供了对水泥中碱性环境的附加保护。
适用的纤维是公知的而且可商购获得。特别适用的纤维,其直径为大约10~50μm,优选为大约15~25μm。
所谓“纵向取向”,是指该增强纤维基本沿着复合材料的整个长度上伸展,而且在拉挤成型的方向上排列。
对于大多数应用,优选使用玻璃纤维,因为它们廉价,强度高,并且刚性良好。
由于正是该纤维主要提供了所需的补强性能,复合材料中的纤维含量优选尽可能高。纤维含量的上限仅仅受到热塑性树脂浸润纤维能力和将它们粘结在一起形成整个复合材料而不产生明显空隙空间能力的限制。纤维优选构成复合材料体积的至少30vol%,优选至少50vol%,更优选至少65vol%。
热塑性树脂可以是任何适合于在拉挤成型方法中使用,形成复合材料的树脂,而且不希望它与增强纤维发生反应。然而,该热塑性树脂优选具有一些其它的特性。此热塑性树脂优选是刚性聚合物,其Tg不低于50℃。另外,在拉挤成型的工艺中,此热塑性树脂优选形成低粘度的熔体,使之容易浸润增强纤维。此热塑性树脂优选不以不希望的方式与混凝土反应,而且对水和普通的盐基本上是惰性的(即当曝露于其中时不与其反应、不吸收、不溶解或者不明显溶涨)。在可以使用的热塑性树脂中优选是所谓“热塑性工程树脂”,包括聚苯乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-乙烯基醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、聚碳酸酯、聚丙烯和聚芳酰胺树脂以及它们的掺混物。
特别适合的热塑性树脂是可解聚和可再聚合的热塑性树脂(DRTP)。它们的例子是热塑性硬聚氨酯或者聚脲(在后面都称作“TPU”)。当加热时,部分是由于残留聚合催化剂的存在,TPU具有部分可解聚的性能。这种催化剂是典型对水解稳定和对热稳定的,在一旦TPU已经聚合此催化剂并未失活这个意义上说,它是“活”的。此解聚使得TPU显示出特别低的熔体粘度,这就增强了对纤维的浸润。在冷却时,聚氨酯重新聚合,再次形成高分子量的聚合物。
另外,与通过极性较小的树脂如聚丙烯形成的那些相比,TPU倾向于与混凝土形成特别强的粘结键。
在比如Goldwasser等人的USP-4,376,834中叙述了适当的热塑性聚氨酯。在Edwards等人的USP-5,891,560中叙述了在本发明中使用补强用纤维增强热塑性复合材料,而且其是由该硬TPU制造的。
在USP-5,891,560中叙述的复合材料包括优选是聚氨酯或聚脲(或者是相应的硫代聚氨酯和硫脲)的连续相,浸渍有至少30vol%沿复合材料长度方向展开的增强纤维。在USP-5,891,560中叙述的一般拉挤成型方法包括把纤维束牵拉通过一个预热工位、纤维预应力装置、浸渍装置、固定装置等步骤,该固定装置包括一个把复合材料成型为其最终形状模具和一个冷却模具。此牵拉最好是用拖拉装置实现,比如履带式引出机,如果需要可以添加另外的成型或后成型过程。
如在USP-5,891,560中所述,优选的连续相聚合物是通过接近化学当量的如下原料反应形成的热塑性聚氨酯或聚脲,即(a)每个分子中优选具有两个异氰酸酯基的多异氰酸酯;(b)链增长剂;和任选的(c)含有两个或多个与异氰酸酯基反应基团的高当量(即在700~大约4000当量以上)物质。“链增长剂”是指每个分子中具有两个与异氰酸酯反应基团的化合物,其分子量可达到大约500,优选不大于200。适当的与异氰酸酯基反应的基团包括羟基、硫醇基、伯胺和仲胺基,优选羟基、伯胺和仲胺基,特别优选羟基。
优选的TPU是玻璃化转变温度(Tg)至少50℃的具有硬段含量(定义为由链增长剂和多异氰酸酯残基制造的TPU的重量百分数)至少75%的硬树脂。热塑性硬聚氨酯是以商品名ISOPLAST销售的商品。ISOPLAST是Dow Chemical Company的注册商标。
可以使用Tg为25℃或者更低的软聚氨酯,但它更倾向于形成更软的复合材料。因此优选以与热塑性硬聚氨酯掺混物的形式使用“软”聚氨酯。一般使用足够含量的软聚氨酯以增加复合材料的伸长率(在纤维取向的方向)。一般当“软”聚氨酯占掺混物重量的50%或者更少时,优选占25%或者更少时,可以实现此目的。
优选的DRTP可以和少量(即50wt%或更少)其他热塑性树脂掺混,比如与聚苯乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二酯、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、聚碳酸酯、聚丙烯和聚芳酰胺。如果需要,可以在掺混物中包括相容剂以防止聚合物发生相分离。
纤维增强的复合材料被成型为补强条。此补强条一般具有高的长宽比(长度与最大截面尺寸之比)。长宽比一般为大约20~250。当然补强条的最大横截面尺寸将根据被补强的特定结构而有很大的变化。最大横截面尺寸一般为1/4”~3”或者更大(0.6~7.5cm)。更一般为大约1/2”~大约2”(1.2~大约5cm)。
补强条还被成型为带有某些曲线、弯曲和/或其截面沿长度而变化的形状,使得能够与混凝土机械地镶嵌在一起。可以作为补强条成型方法的一部分在线制造此形状,或者由某些后续操作,包括在线操作制造此形状。因为复合材料是容易成型的,本发明的补强条可以设想有各式各样的结构和形状。在图1A~1J中为这些形状举出了例子。
提供机械嵌入混凝土的一个方法是,形成具有任何非圆截面的螺旋形补强条。图1A和1B说明了此概念。在图1A和1B中,补强条1和1A分别具有星形和四方形的截面,其中横截面形状螺旋的方向是沿着补强条长度方向的。由于螺纹截面不是圆形的,补强条1和1A的表面就沿着补强条的长度起伏,此如在图1A中的数字2和2A以及在图1B中的数字3和3A所示。此起伏的表面提供了与混凝土的机械嵌合。通过拉挤成型除了圆形以外的任何形状的截面就能够获得这样的效果,可以在拉挤成型的制品从模具中离开时将它们绞合在一起,也可以拉挤成型的过程中旋转模具而做到这一点。因此,横截面可以是比如椭圆形、卵形或者任何规则或不规则的多边形。可以制造既包含左旋螺纹也包含右旋螺旋的螺旋形补强条,有时这是优选的。
如在图1G所示,把两根或者多根单个的拉挤成型截面绞合在一起,形成更粗的补强条可以实现类似的目的。在图1G中,补强条81由4根较小的纤维增强复合材料条82组成,它们被绞合在一起。绞合步骤可以在拉挤成型的过程中在线进行,同时热塑性树脂仍然处于此拉挤成型条82能够热成型的温度。或者,条82可以再加热和绞合与拉挤成型相分离地形成补强条81。当然,较小条的数目根据所需补强条81和单根的条82的厚度可以有很大的变化,比如从2到12或者更多。制造类似补强条的另一个方法是编织或者织造单根的条82,而不是简单地绞合。
图1B显示出另一个任选的特征,孔4穿过补强条1A的整个长度,形成一个中空件。比如可以提供孔4以制造出重量较轻的补强条,此种补强条具有较大的表面积与截面之比,在加大该表面对混凝土的化学键合是很重要的情况下,这将是有利的。这类中空补强条可以被加热很容易卷曲以将其弯曲或者提供不规则的表面以机械地嵌合到混凝土中。或者,可以用各种材料填充孔4以实现特别需要的产品特性。比如,可以用热塑性或热固性树脂填充孔4,比如用等外品或回收的树脂、各种填料比如玻璃颗粒、磁性颗粒或其他金属颗粒、木材或者陶瓷或金属(比如钢)棒填充。
在拉挤成型方法的固化装置中使用圆形模具能够很容易地制备如在图1B、1C和1J中显示的中空补强条。当需要时可以将填料注塑模塑到得到的孔中。另外,可以将复合材料直接拉挤成型到填料的芯层外面。
具有短的(长度优选短于2”(短于5cm),更优选短于1/2”(短于1.3cm))、随机取向的增强颗粒的树脂基质是特别适合的一种填料,因为它能够给补强条提供全方向的补强。另一种优选的填料是金属,或者含有金属纤维或颗粒的树脂或其他类型的基质。经常须要给混凝土结构中的补强条定位,比如当要进行修理时。金属填料能够使用寻常的金属探测器来探测补强条,使用的方法和当前给螺纹钢定位的方法相同。
另外的第三种填料是含有磁性颗粒的树脂或其他基质。当曝露在强磁场当中时,磁性颗粒将被加热。这样就给软化补强条用于现场成型提供了方便的方法。被加热的磁性颗粒把热传递给热塑性树脂,借此引起其软化,足可以使补强条被成型为所需的形状。磁性颗粒包括钡铁氧体和锶铁氧体、氧化铁比如Fe3O4和Fe2O3、铁、铝、镍、钴、铜、碳、钛、锰、铬、钨、铂、银、钼、钒或铌或者它们的组合的合金,比如粉末状铝镍钴合金、铜镍钴合金、铬钢、钴钢、碳钢和钨钢。可磁化颗粒的尺寸一般从亚微米级到毫米级。含铁磁填料的热塑性树脂的商品例子是EMAWELDTM(Ashland Chemical Co.的商标)。
如在图1C中所示,孔24只在其长度上预先选择的部分进行填充,以提供局部补强而不会过分增加其重量。在图1C中,孔24在纵向通过补强条21的整个长度。填料25填充在孔24的中段,而孔24的其他部分没有被填充。因此,填料25在补强条21长度的中间提供增大的剪切强度,一般在此处的剪切强度是最大的。如在下面所述,本发明的这个实施方案特别适合用做销条。
在图1J中显示的补强条说明与混凝土机械嵌合的另一种方法。在图1J中,补强条91具有孔92和通常由弯曲或者碾压而制造的扁平区域93。扁平区域93除了提供与混凝土的机械嵌合以外,还提供补强条更容易被弯曲或成型的点。如在图1J中所示,补强条91可以是中空的,但这不是必须的。
反之,如在图1E中所示,提供截面积增大的区域可以建立与混凝土的机械嵌合。在图1E中补强条31的区域38具有比其余部分更大的横截面直径。这可以通过在补强条上进行热塑性树脂或热固性树脂,特别是含有随机取向增强纤维的树脂的重叠注塑来实现。然而,重叠注塑并非优选的方法,因为重叠注塑物与底层复合材料的粘结有时不是太好。实现这种结构的另一种方法是在拉挤成型方法中使用变径模具。通过周期性扩大模具的直径就可以在补强条上形成直径增大的区域。
在图1D上,补强条41的偏离部分47建立了与混凝土的机械嵌合。可以通过在具有多边形截面的补强条的角进行弯曲或者热成型而做到这一点。在图1F中,通过在补强条51上引入弯曲59来建立机械嵌合。弯曲59一般如在图1F中所示的是正弦曲线,但局部弯曲的曲线、更窄的弯曲和其他花色的曲线都是可以使用的。这些曲线状的弯曲除了提供补强条和混凝土的机械嵌合以外,还能够赋予补强条一定程度的伸长率。当在曲线补强条上施加负荷时,在至少一部分施加的力被拉直的补强条耗散以前,此补强条是不会断裂的。
图1H说明提供用于与混凝土嵌合的突起花纹表面特征的另一种方法。在图1H中,补强条71具有一根螺旋状缠绕的条75,此条可以通过重叠注塑或拉挤成型加到补强条71的主体72上。在一个优选的实施方案中,主体72和缠绕条75都是如上所述的热塑性树脂和纵向增强纤维的拉挤成型复合材料。补强条71通常是由分别挤塑的主体72和缠绕条75组成的,在高温下将缠绕条75缠绕在主体72的周围,使得缠绕条被热成型并粘接在主体72上。制造补强条71的另一种方法是使用旋转成型模,一步制造带缠绕条75的主体72。第三种方法是使用成型但固定的模具,一步制造主体72和缠绕条75,然后在线或者在另外的加工步骤中将此拉挤成型件绞合在一起。
提供机械嵌合的另一种方法是提供如在图1I中所示的斑点状突起表面。如图所示,补强条86具有许多由主表面上突出的斑点89。可以用各种方法做到这一点。一种简单的方法就是在热塑性树脂处于软化状态下,将适当的颗粒部分嵌入补强条86的表面中。适当的颗粒包括热塑性树脂或热固性树脂颗粒、玻璃或其他陶瓷材料颗粒、金属颗粒、砂粒或其他材料的颗粒。
在图2中说明的另一个实施方案中,本发明的补强条201包括一个芯条203和壳层202。芯条203适当地是钢或其他金属。壳层202是如上所述的热塑性树脂和纵向增强纤维的复合材料。根据补强条的特定应用不同,相对于作为整体的补强条201的壳层202的厚度可以变化。比较粗的芯条203所提供的补强条201,其补强性能与通常的螺纹钢十分相当,而壳层202的附加的好处是保护芯条203不曝露在水、盐和其他腐蚀性材料当中。比较细的芯条203提供的强度较低,但使用普通的探测器就能够给在混凝土结构中的补强条201定位。
如果需要,本发明的补强条很容易制造成复杂的补强结构。利用补强材料的可热成型性,可以用许多方法做到这一点。
比如图3A说明用单根的由DRTP和纵向增强纤维制造的小直径复合材料条302制造的补强格栅301。通过在交叉点加热条302,使热塑性树脂变软引起单根的条互相粘结就很容易把单根的条302成型为整体的格栅。或者,可以将单根的条302进行编织,再加热单根的条302,使得DRTP变软,这些条就变得有些柔软。或者,可以用适当的粘结剂比如热熔粘结剂把单根的条粘接在一起。而不太优选地可以用机械手段把条302组合为格栅301。
图3B说明由本发明补强条制造的抗剪构架或类似的组合件。抗剪构件310由直线补强条311和312以及弯曲补强条313组成。补强条311、312和313在交接点上容易通过粘结剂、焊接或通过使用任何类型的机械连接件而连接在一起。如果需要可以成型模塑的连接件来把单根组件把持在一起。这些连接件或者叫桥可以用与补强条311、312和313相同的纤维增强复合材料形成。或者,此连接件或者说桥可以用非增强热塑性树脂或热固性树脂制造。
不言而喻的是,除了抗剪构件310外,作为特殊的需要,可以用类似的方法制造许多种复杂的补强结构。
本发明的纤维增强补强条很容易加工以形成整体连接的特征。比如图4A说明具有端部钩407的补强条401,可以用此钩子来将补强条401和其他补强条或其他结构组件连接起来。或者,如在图4B中所示,本发明的补强条408可具有变形的端部409,以通过楔的作用使之容易与组件固定。
在图4A中说明的曲线类型和在图4B中说明的变形都很容易在后成型过程中通过将纤维增强复合材料预热到热塑性树脂软化的温度,将软化的复合材料成型为所需形状,然后将复合材料冷却使之重新变硬来很方便地引入。用类似的方法,可以制造环状的,比如圆形或椭圆形的补强条。
应该注意到,对本发明的补强条进行简单的弯曲或制成曲线形将易于引起一定量的纤维破碎或者扭曲。这是由于在弯曲或者曲线内侧的曲率半径小于其外侧的曲率半径。因此在弯曲或者制成曲线的方法中在弯曲或曲线内侧上的纤维受到压应力,而在弯曲或曲线外侧的纤维受到拉应力。当复合材料弯曲或成为曲线时通过将复合材料绞合就可以极大地或者完全解决这个问题。这使所有的纤维几乎经历相同的拉应力和压应力,由此就减少或者消除了断裂或扭曲。在如此绞合和弯曲的补强条中纤维的取向如在图4C中所示。补强条410包括沿着补强条410展开的纵向绞合的纤维411。这就使所有纤维411经历相似的压应力和拉应力。纵向绞合还在复合材料中提供更大的表观柔顺性。
在某些混凝土结构中使用的专门形式的补强条已知是销形补强条。比如在混凝土公路中经常使用的销形补强条把相邻的混凝土路面板连接起来。此销形补强条用其一端嵌入一块路面板中,另一端嵌入第二块路面板中而给相邻的路面板架起“桥”。与许多其他类型的补强条不同,经常希望销形补强条能够随着路面板而运动。在公路上,伴随着热膨胀和收缩,这就使得路面板彼此可以稍微运动。
本发明的补强条很容易适合作为销形补强条。对于作为销形补强条的应用,此补强条优选不是与混凝土产生机械的嵌合,所以按照本发明制造的销形补强条优选是沿着其长度具有均匀截面的笔直的条。由于优选的TPU倾向于与混凝土有很强的粘结,优选涂布与混凝土没有良好粘结的涂层。任何非极性树脂的涂层,比如聚四氟乙烯或聚乙烯都适合于此目的。由于销形补强条在相邻混凝土路面板相遇处受到最大的剪切力,本发明的补强条在补强条的相应部分可以进一步补强,通过比如成型在靠近补强条长度的中段填充中心芯条的中空补强条就能够做到这一点,这如图1C所示。
应该理解,按照在其中使用补强条的特殊混凝土结构的需要可以制造本发明补强条的各种其他实施方案。比如,可以通过在混凝土表面上引入沟槽,并把补强条粘接在沟槽上,而把补强条装在靠近混凝土表面处。在提高现有结构的等级或者进行修复时,这样在表面上安装的棒是特别有用的。
可以用比传统螺纹钢使用方法多得多的同样方法来使用本发明的补强条。把补强条组合在一起,形成骨架或者框架,在这些骨架或框架上再形成混凝土结构。可以以各种方式把许多单根的补强条连接在一起,以把它们保持到位直至注入混凝土并硬化,这些方式包括捆扎、钳夹、焊接、支撑、锁扣或其他连接件以及胶等。在优选的实施方案中,把混凝土倒入骨架或框架上并让其硬化。
在本文中使用的“混凝土”指的是颗粒状填料如沙砾、卵石、沙子、石子、矿渣或煤渣等在灰浆或水泥中的混合物。适当的水泥包括水凝性水泥,比如硅酸盐水泥或矾土水泥。水泥或混凝土可以含有其他成分,比如塑性胶乳、水凝助剂、硬化剂等。
本发明的补强条还可以用做各种类型结构的外补强件。由于此补强条容易热成型,可以在靠近补强条的末端进行弯曲,形成比如直角形的补强条。这样的补强条可以通过把末端埋入到结构中而嵌合到结构的表面中。用这样的方法,可以通过结构现有的裂纹进行补强,以减缓或者避免裂纹进一步发展。
除了补强条或者在补强条之外,可以在混凝土混合物中分散复合的“巨纤维”给混凝土提供补强。如果这些巨纤维足够长,它们可以提供出由补强条所提供的补强,同时还有控制裂纹的能力,这是短小的纤维所不能提供的。
权利要求
1.一种补强条,包括包埋在热塑性树脂基质中的许多纵向取向增强纤维组成的复合材料。
2.如权利要求1的补强条,其中所述热塑性树脂是可以解聚并且可以重聚合的热塑性树脂。
3.如权利要求2的补强条,该补强条适合于嵌合到所述混凝土中。
4.如权利要求2的补强条,其中所述可解聚和可重新聚合的热塑性树脂包括Tg不低于50℃的热塑性聚氨酯或热塑性聚脲。
5.如权利要求1~4中任何一项的补强条,其中所述纵向取向的增强纤维在整个补强条的长度上是连续的。
6.如权利要求1~5中任何一项的补强条,其中所述纵向取向的增强纤维是玻璃纤维或碳纤维。
7.如权利要求1~6中任何一项的补强条,该补强条具有非圆形的截面,而且沿着补强条的长度含有至少一个螺旋形的部分。
8.如权利要求1~6中任何一项的补强条,该补强条由多根绞合的、机织的或者编织的复合材料条组成,该复合材料是由可解聚并可重新聚合的热塑性树脂和纵向取向增强纤维组成的。
9.如权利要求1~6中任何一项的补强条,该补强条是制成曲线状的或者弯曲的。
10.如权利要求1~6中任何一项的补强条,该补强条具有带角的多边形截面,而且在沿着所述补强条的长度上有至少一个所述的角被变形。
11.如权利要求1~6中任何一项的补强条,该补强条包括相对于补强条其余部分截面的增大了截面积的区域。
12.如权利要求1~11中任何一项的补强条,该补强条是中空的。
13.如权利要求1~11中任何一项的补强条,该补强条在穿过其整个长度上具有纵向的孔,而且至少部分所述纵向孔被填充上热塑性树脂、热固性树脂、磁性颗粒、陶瓷、木材或金属。
14.如权利要求13的补强条,其中只有部分所述纵向孔被含有随机取向短补强颗粒的树脂基质填充。
15.如权利要求12的补强条,该补强条包括多个扁平区域。
16.如权利要求1~15中任何一项的补强条,该补强条具有多个斑点状突起花纹的表面。
17.如权利要求16的补强条,其中所述斑点状突起花纹是部分包埋的热塑性树脂或热固性树脂、陶瓷、金属或无机物的颗粒。
18.如权利要求1~17中任何一项的补强条,其中热塑性树脂是可解聚而且可重新聚合的热塑性聚氨酯或聚脲与少量聚苯乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、聚碳酸酯、聚丙烯或聚芳酰胺的掺混物。
19.一种补强格栅,包括多根按照权利要求1、2或4中任何一项的补强条,这些补强条互相连接组成整个的格栅结构。
20.一种抗剪构架,包括多根按照权利要求1、2或4中任何一项的补强条,这些补强条互相连接组成整个的抗剪切构架结构。
21.如权利要求1~10和11~18中任何一项的补强条,该补强条基本是笔直的,而且包括不与混凝土粘结的外涂层。
22.如权利要求2或4的补强条,该补强条沿着补强条的长度并在其周围包括至少一个突起的外缠绕条,其中至少一根缠绕条是包埋在可解聚并且可重新聚合的热塑性树脂基质中的许多纵向取向增强纤维组成的复合材料。
23.一种混凝土结构,包括包埋在混凝土基质中的补强条,所述补强条包括由包埋在热塑性树脂基质中的许多纵向取向增强纤维组成的复合材料。
24.如权利要求23的混凝土结构,其中混凝土基质包括水泥或灰浆以及颗粒状填料。
全文摘要
本发明公开了混凝土结构补强条,其由含有添加了纵向取向增强纤维的可解聚并且可重新聚合的热塑性树脂的复合材料组成。这些补强条提供优异的拉伸补强作用,并且没有普通螺纹钢具有的腐蚀问题。此补强条容易成型为许多形状,能够适合于许多特定的补强需要。
文档编号E04C5/03GK1394252SQ01803444
公开日2003年1月29日 申请日期2001年1月8日 优先权日2000年1月13日
发明者C·M·爱德华兹, E·L·德胡赫 申请人:陶氏环球技术公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1