一种由玄武岩纤维制成的复合筋及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种由玄武岩纤维制成的复合筋，该复合筋由若干玄武岩纤维和碳纤维通过树脂基体复合而成，其体积配比为玄武岩纤维50%~60%，碳纤维15%~50%，树脂基体25%~30%。本发明属于复合材料领域，特别是一种由玄武岩纤维制成的复合筋及其制备方法，用于沿海地区输电线路混凝土基础结构。制成的复合筋具有耐腐蚀、耐疲劳以及良好空气稳定性等特点。
【专利说明】一种由玄武岩纤维制成的复合筋及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于复合材料领域，特别是一种由玄武岩纤维制成的复合筋及其制备方法，用于沿海地区输电线路混凝土基础结构。
【背景技术】
[0002]目前，一般输电线路多采用钢筋混凝土结构。随着钢筋混凝土结构应用的不断深入，其缺点越来越引起人们的担忧。钢筋锈蚀问题严重地影响了钢筋混凝土及预应力混凝土结构的耐久性。长期的环境侵蚀会造成构件表面保护层剥落和箍筋、主筋的锈断等，并且这些腐蚀具有隐蔽性、渐进性的特点，往往不为人们察觉，而一旦腐蚀消损到一定程度，将发生突发性破坏，严重威胁结构安全。
[0003]连续玄武岩纤维筋是以玄武岩纤维为增强材料，以合成树脂(如不饱和聚酯树酯环氧树酯、乙烯基脂树脂)并掺入适量辅助剂(如交联单体、引发剂、促进剂、蚀变剂、阻燃剂、阴聚剂、颜料等)经拉挤工艺和特殊的表面处理形成一种新型复合材料。玄武岩纤维复合筋(GBF)具有高强(其抗拉屈服强度是钢筋的2倍，达到600MPa)、轻质(密度约为钢筋的1/4)、耐碱、耐酸和耐自然元素的腐蚀的友谊的物理化学性质，其热膨胀系数与混凝土相近，确保了混凝土与筋材的同步变形。
[0004]由上可知，提高建筑结构的耐久性，延长结构的使用寿命，可以节约原材料，节约能源，保护生态环境，是建设资源节约型、环境友好型社会的一条切实可行的途径。但是，现有技术中尚无采用玄武岩纤维来制备玄武岩纤维复合筋的方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种由玄武岩纤维制成的复合筋及其制备方法。
[0006]实现本发明目的的技术解决方案为:一种由玄武岩纤维制成的复合筋，该复合筋由若干玄武岩纤维和碳纤维通过树脂基体复合而成，其体积配比为玄武岩纤维50%飞0%，碳纤维15%~50%，树脂基体259^30% ;其中玄武岩纤维以玄武岩石作为原料，将A1203、Si02、CaO或MgO中的一种及以上加到玄武岩石原料中，其质量配比为玄武岩石70%-85%，氧化物10%-35%，所述氧化物为A1203、Si02、CaO或MgO中的一种及以上。原料质量配比为玄武岩岩石80%，氧化物20%。
[0007]一种由玄武岩纤维制成的复合筋及其制备方法，首先制备玄武岩纤维，之后由玄武岩纤维、碳纤维以及树脂基体制备成复合筋，制备玄武岩纤维具体包括以下步骤:
步骤1、选取玄武岩石，将A1203、Si02、CaO或MgO中的一种及以上加到玄武岩石原料中进行混合；原料混合时，质量配比为玄武岩石70-85%、氧化物10-35%，优选质量配比为玄武岩80%、氧化物20% ；
步骤2、将所得的混合原料磨成颗粒状，并进行干燥；
步骤3、将所得的混合原料送入炉内加热熔化，加热温度为1400-1600°C，优选温度为1500°C，制得熔化液；步骤4、当拉丝机转速为200r/min时，对步骤3所得熔化液进行拉丝，得到连续玄武岩纤维。
[0008]本发明与现有技术相比，其显著优点:1)玄武岩纤维具有轻质高强、绝缘、耐高温和耐腐蚀的性能；2)制成的复合筋具有耐腐蚀、耐疲劳以及良好空气稳定性等特点；3)用玄武岩纤维制备复合筋的方法简单易行，生产效率高。
[0009]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1为本发明的玄武岩纤维制备工艺流程图。
【具体实施方式】
[0011 ] 本发明公开了一种由玄武岩纤维制成的复合筋，该复合筋由若干玄武岩纤维和碳纤维通过树脂基体复合而成，其体积配比为玄武岩纤维50%飞0%，碳纤维159^50%，树脂基体259^30% ;其中玄武岩纤维以玄武岩石作为原料，将A1203、Si02、CaO或MgO中的一种及以上加到玄武岩石原料中，其质量配比为玄武岩石70%-85%，氧化物10%-35%，所述氧化物为A1203、Si02、Ca0或MgO中的一种及以上。原料质量配比为玄武岩岩石80%，氧化物20%。
[0012]一种由玄武岩纤维制成的复合筋及其制备方法，首先制备玄武岩纤维，之后由玄武岩纤维、碳纤维以及树脂基体制备成复合筋，制备玄武岩纤维具体包括以下步骤:
步骤1、选取玄武岩石，将A1203、Si02、CaO或MgO中的一种及以上加到玄武岩石原料中进行混合；原料混合时，质量配比为玄武岩石70-85%、氧化物10-35%，优选质量配比为玄武岩80%、氧化物20% ；
步骤2、将所得的混合原料磨成颗粒状，并进行干燥；
步骤3、将所得的混合原料送入炉内加热熔化，加热温度为1400-1600°C，优选温度为1500°C，制得熔化液；
步骤4、当拉丝机转速为200r/min时，对步骤3所得熔化液进行拉丝，得到连续玄武岩纤维。
[0013]以下将结合附图和实施例，对本发明的优选实施例进行详细的描述:
实施例1
按下述质量百分比选取原料:
玄武岩岩石70%,氧化物30% ；
生产方法
本实施例的玄武岩纤维材料的生产方法，见图1生产工艺流程图，包括如下步骤:
1)选料:选取玄武岩石，将A1203、Si02、Ca0或MgO中的一种及以上加到玄武岩石原料中进行混合；
2)磨料:将步骤I)将所得的混合原料磨成颗粒状，并进行干燥；
3)熔融:将步骤2)所得的混合原料送入炉内加热熔化，炉内的温度为1400°C，制得熔化液；
4)拉丝:当拉丝机转速为200r/min时，对步骤3)所得熔化液进行拉丝，得到连续玄武
岩纤维。[0014]由玄武岩纤维和碳纤维通过树脂基体复合而成的复合筋具有耐腐蚀、耐疲劳以及良好空气稳定性等特点。
[0015]实施例2
按下述质量百分比选取原料:
玄武岩岩石75%,氧化物25% ；
生产方法
本实施例的玄武岩纤维材料的生产方法，见图1生产工艺流程图，包括如下步骤:
1)选料:选取玄武岩石，将A1203、Si02、Ca0或MgO中的一种及以上加到玄武岩石原料中进行混合；
2)磨料:将步骤I)将所得的混合原料磨成颗粒状，并进行干燥；
3)熔融:将步骤2)所得的混合原料送入炉内加热熔化，炉内的温度为1450°C，制得熔化液；
4)拉丝:当拉丝机转速为200r/min时，对步骤3)所得熔化液进行拉丝，得到连续玄武
岩纤维。
[0016]由玄武岩纤维和碳纤维通过树脂基体复合而成的复合筋具有耐腐蚀、耐疲劳以及良好空气稳定性等特点。
[0017]实施例3
按下述质量百分比选取原料:
玄武岩岩石80%，氧化物20% ；
生产方法
本实施例的玄武岩纤维材料的生产方法，见图1生产工艺流程图，包括如下步骤:
1)选料:选取玄武岩石，将A1203、Si02、Ca0或MgO中的一种及以上加到玄武岩石原料中进行混合；
2)磨料:将步骤I)将所得的混合原料磨成颗粒状，并进行干燥；
3)熔融:将步骤2)所得的混合原料送入炉内加热熔化，炉内的温度为1500°C，制得熔化液；
4)拉丝:当拉丝机转速为200r/min时，对步骤3)所得熔化液进行拉丝，得到连续玄武
岩纤维。
[0018]由玄武岩纤维和碳纤维通过树脂基体复合而成的复合筋具有耐腐蚀、耐疲劳以及良好空气稳定性等特点。
[0019]实施例4
按下述质量百分比选取原料:
玄武岩岩石85%,氧化物15% ；
生产方法
本实施例的玄武岩纤维材料的生产方法，见图1生产工艺流程图，包括如下步骤:
1)选料:选取玄武岩石，将A1203、Si02、Ca0或MgO中的一种及以上加到玄武岩石原料中进行混合；
2)磨料:将步骤I)将所得的混合原料磨成颗粒状，并进行干燥；
3)熔融:将步骤2)所得的混合原料送入炉内加热熔化，炉内的温度为1600°C，制得熔化液；
4)拉丝:当拉丝机转速为200r/min时，对步骤3)所得熔化液进行拉丝，得到连续玄武
岩纤维。
[0020]由玄武岩纤维和碳纤维通过树脂基体复合而成的复合筋具有耐腐蚀、耐疲劳以及良好空气稳定性等特点。
[0021]由上可知，由玄武岩纤维和碳纤维通过树脂基体复合而成的复合筋具有耐腐蚀、耐疲劳以及良好空气稳定性等特点，其广泛`应用于土建交通等相关领域。
【权利要求】
1.一种由玄武岩纤维制成的复合筋，其特征在于，该复合筋由若干玄武岩纤维和碳纤维通过树脂基体复合而成，其体积配比为玄武岩纤维50%飞0%，碳纤维159^50%，树脂基体259-30%;其中玄武岩纤维以玄武岩石作为原料，将A1203、Si02、CaO或MgO中的一种及以上加到玄武岩石原料中，其质量配比为玄武岩石70%-85%，氧化物10%-35%，所述氧化物为A1203、Si02、Ca0或MgO中的一种及以上。
2.根据权利要求1所述的由玄武岩纤维制成的复合筋，其特征在于，原料质量配比为玄武岩岩石80%，氧化物20%。
3.一种制备权利要求1所述复合筋的方法，其特征在于，首先制备玄武岩纤维，之后由玄武岩纤维制备成复合筋，制备玄武岩纤维具体包括以下步骤: 步骤1、选取玄武岩石，将A1203、Si02、CaO或MgO中的一种及以上加到玄武岩石原料中进行混合； 步骤2、将所得的混合原料磨成颗粒状，并进行干燥； 步骤3、将所得的混合原料送入炉内加热熔化，炉内的温度为1400°C，制得熔化液； 步骤4、当拉丝机转速为200r/min时，对步骤3)所得熔化液进行拉丝，得到连续玄武岩纤维。
4.根据权利要求3所述制备复合筋的方法，其特征在于，步骤I原料混合时，质量配比为玄武岩石70-85%、氧化物10-35%。
5.根据权利要求4所述制备复合筋的方法，其特征在于，步骤I原料混合时，质量配比为玄武岩80%、氧化物20%。
6.根据权利要求3所述制备复合筋的方法，其特征在于，步骤3加热温度为1400-1600°C。
7.根据权利要求6所述的制备复合筋的方法，其特征在于，加热温度为1500°C。
8.根据权利要求3所述制备复合筋的方法，其特征在于，步骤4拉丝时拉丝机转速为200r/mino
【文档编号】C08L101/00GK103497524SQ201310318918
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年7月27日 优先权日:2013年7月27日
【发明者】安增军, 薛韬 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力经济技术研究院