专利名称：用于混凝土结构加固的锚固件、其制作方法及使用方法
技术领域：
本发明涉及一项利用复合材料对混凝土结构进行加固的技 术，更具体地说涉及一种用于混凝土结构加固的锚固件，并包括其制作方 法及使用方法。
背景技术：
近年来，纤维增强复合材料(Fibre Reinforced Plastic或Fibre Reinforced Polymer,简称FRP)在加固钢筋混凝土结构的应用上得到了迅 速的发展，FRP材料最显著的突征及优点在于高比强度(强度与重量之比) 和良好的耐腐蚀性。比强度高即轻质高强从而使得现场施工便捷，降低人 工并减少施工对正常使用的影响；良好的耐腐蚀性保证了加固后结构的耐 久性。
以往FRP材料的应用多局限于钢筋混凝土简支或连续梁、板或柱；而
对于悬臂结构的加固，由于其最大受拉面位于悬臂与混凝土母体的交界处，
仅仅在其表面粘贴FRP布或板，不能把FRP材料中的应力有效地传递到 混凝土母体内，因此加固效果不明显，使FRP材料在悬臂结构上的应用受 到了限制。
发明内容
本发明的目的是要解决现有的技术之一，是提供一种能把FRP材料中 的应力有效地传递到混凝土母体里的锚固件，从而获得高质的加固效果。
本发明的特征在于所述的锚固件包括固化的FRP杆和位于FRP杆 至少一端的散放纤维。
所述的锚固件一端是FRP杆， 一端是散放纤维。 所述的锚固件中部是FRP杆，两端是散放纤维。
所述的锚固件的FRP杆为两个，散放纤维的两端分别连接两个FRP
杆。
所述的FRP杆是弯曲的。
所述的FRP杆是末端放大的。
所述的FRP杆的截面可以是圆形或多边形的。
所述的FRP杆的表面可以是粗糙的。这样的设计可以加强FRP杆与 混凝土母体的粘接力。当然，所述的FRP杆的表面也可以是平滑的。 所述的FRP杆的粗糙的表面是螺纹形状的。 所述的FRP杆的粗糙的表面有粗糙颗粒。 所述的FRP杆的粗糙的表面有倒剌。 所述的散放纤维是高强纤维。
这种高强纤维可以是碳纤维、玻璃纤维、纺伦纤维中的一种或它们的 组合。
所述的固化的FRP杆为高强纤维与固化材料结合后定型固化而成的。
本发明的另一方案是要解决现有技术问题之二，是提供一种所述的用 于混凝土结构加固的锚固件的制作方法。 所述的制作方法包括以下的三个步骤
首先将一束高强纤维置入模具；第二个步骤为注入固化材料，使高强 纤维的一部分与固化材料结合，并令其固化；第三个步骤待固化的高强纤 维成型后，从模具中取出。
所述的第二个步骤中，高强纤维的固化材料采用环氧树脂，聚酯树脂， 乙烯基树脂中的一种。
所述的第三个步骤中，还包括在固化的高强纤维成形后，在其表面涂 上一层树脂，再洒上一层沙的步骤。所述的第三个步骤中，高强纤维的固 化部分位于高强纤维的至少一端。所述的第三个步骤中，高强纤维的固化 部分位于高强纤维的中部。
本发明的另一方案是要解决的技术问题之三，是提供一种所述的用于 混凝土结构加固的锚固件的使用方法。
所述的使用方法包括以下的五个步骤
首先，在混凝土结构的母体上位于其与需加固的混凝土构件接合的加
固位置处钻出大小相应的钻孔；第二个步骤是把FRP杆插入钻孔内；第三 个步骤在钻孔内注入能与混凝土和树脂良好粘合的粘结剂以固定FRP杆； 第四个步骤是把散放的高强纤维渗满固化材料；第五个步骤是把散放的高
强纤维粘贴到需加固的混凝土构件表面。
在所述的第五个步骤中，散放的高强纤维通过与FRP布或板结合粘贴 到需加固的混凝土构件表面。当然，也可直接将散放的高强纤维粘贴到需 加固的混凝土构件表面。
其中，可因具体施工的需要对所述的第二个步骤和第三个步骤的先后 顺序进行调整。
所述的高强纤维是碳纤维、玻璃纤维、纺伦纤维中的一种或它们的组合。
所述的粘结剂为环氧砂浆。
所述的粘结剂为第四个步骤中所述的固化材料。 所述的固化材料采用环氧树脂，聚酯树脂，乙烯基树脂中的一种。 所述的加固位置是悬臂构件的表面。 所述的加固位置是横梁的表面。 所述的加固位置是柱结构的表面。
本发明由于采用锚固件可以将混凝土构件表面的FRP纤维、FRP布或 板和母体的深处连接起来、将FRP纤维、FRP布或板内的拉力传至混凝土 母体里，从而产生了一个有效的锚固作用，从而在技术上解决了对混凝土 悬臂类构件进行加固的现有技术难题。
图1是一端是FRP杆， 一端是散放纤维的锚固件的结构示意图； 图2是中部是FRP杆，两端是散放纤维的锚固件的结构示意图； 图3是中部是散放纤维，两端是FRP杆的锚固件的结构示意图； 图4是用一端是FRP杆， 一端是散放纤维的锚固件结合FRP布或板
从混凝土悬臂结构上表面加固混凝土悬臂结构的施工示意图5是用一端是FRP杆， 一端是散放纤维的锚固件结合FRP布或板
从混凝土悬臂结构侧面加固混凝土悬臂结构的施工示意图6是用一端是FRP杆， 一端是散放纤维的锚固件结合FRP布或板 从混凝土横梁结构上表面加固混凝土横梁结构的施工示意图7是用一端是FRP杆， 一端是散放纤维的锚固件直接固定在混凝土 悬臂结构的上表面，以加固混凝土悬臂结构的施工示意图8是用一端是FRP杆， 一端是散放纤维的锚固件直接固定在混凝土 悬臂结构的侧面，以加固混凝土悬臂结构的施工示意图9是用一端是FRP杆， 一端是散放纤维的锚固件直接固定在混凝土 横梁结构上表面加固混凝土横梁结构的施工示意图IO是用中间是FRP杆，两端是散放纤维的锚固件结合FRP布或板 加固贯穿混凝土母体于两侧的横梁结构的施工示意图11是用中间是FRP杆，两端是散放纤维的锚固件直接固定在混凝 土横梁结构的上表面，以加固贯穿混凝土母体于两侧的横梁结构的施工示 意图； ，
图12是用两个一端是FRP杆， 一端是散放纤维的锚固件结合FRP布 或板加固两端都与混凝土母体相交的横梁结构的施工示意图13是用中间是散放纤维，两端是FRP杆的锚固件结合FRP布或板 加固两端都与混凝土母体相交的横梁结构的施工示意图14是用两个一端是FRP杆， 一端是散放纤维的锚固件结合FRP布 或板加固两端都与混凝土母体相交的板结构的施工示意图15是用中间是散放纤维，两端是FRP杆的锚固件结合FRP布或板 加固两端都与混凝土母体相交的板结构的施工示意图16是用中间是FRP杆，两端是散放纤维的锚固件结合FRP布或板 加固与混凝土母体连接的柱结构的施工示意图中1、 FRP杆，2、散放纤维，3、 FRP布或板，4、悬臂，5、建 筑物母体，6、横梁，7、板结构，8、柱结构，9、钻孔。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。 实施例一
该锚固件的结构，如图1所示，锚固件包括FRP杆1和散放纤维2， 散放纤维2位于FRP杆1的一端。其制作方法为先将一束碳纤维置入模 具中，注入环氧树脂，使碳纤维的一端与环氧树脂结合，待其固化成型后，
从模具中取出。固化的部分即是FRP杆1。也可以在FRP杆1表面涂上一 层树脂，再洒上一层沙，使沙在树脂干后固定在FRP杆1表面，以增大 FRP杆1表面的摩擦力，使固定效果更好。
施工方式一-
如图4所示，在建筑母体5的侧面与悬臂4相交处的上方钻一个钻孔 9，直至混凝土母体5深处，在钻孔9中注入环氧砂浆，将锚固件的FRP 杆1全部插入母体5的钻孔9内，待砂浆将FRP杆1固定后，把散放纤维 2贴合于FRP布或板3的表面，用环氧树脂粘合到FRP布或板3上，再将 FRP布或板3粘贴在悬臂4的表面。通过这样的加固工作可提升悬臂结构 的抗弯能力。如图5所示，类似的方法也可用于加固悬臂4的侧面。如图 6所示，同样的施工方法也可对建筑物母体5上的横梁6进行加固。
施工方式二
如图7所示，在建筑物母体5的侧面与悬臂4相交处的上方钻一个钻 孔9，直至混凝土母体5深处，在钻孔9中注入环氧砂浆，将锚固件的FRP 杆1全部插入母体5的钻孔9内，待砂浆将FRP杆1固定后，把散放纤维 2贴合到悬臂4表面，用环氧砂浆直接粘合到悬臂4的表面固定。通过这 样的加固工作可提升悬臂结构的抗弯能力。如图8所示，类似的方法也可 用于加固悬臂4的侧面。如图9所示，同样的施工方法也可对建筑物母体 5上的横梁6进行加固。
施工方式三
如图12所示，当横梁6的两侧都与母体5相交时，在母体5上相交位 置的上方各钻一个钻孔9，直至母体5深处，在钻孔9中注入环氧砂浆， 将两个锚固件的FRP杆1分别全部插入对应的母体5的钻孔9内，待砂浆 将FRP杆1固定后，将FRP布或板3粘贴在横梁6的表面，把两个散放 纤维2分别贴合于FRP布或板3的两端，用环氧树脂粘合到FRP布或板3 上。通过这样的加固工作可提升横梁结构的抗弯能力。如图14所示，同样
的施工方法也可对建筑物母体5上的板结构7进行加固。 实施例二
该锚固件的结构，如图2所示，锚固件包括FRP杆1和散放纤维2， 散放纤维2位于FRP杆1的两端。其制作方法为先将一束碳纤维置入模
具中，注入环氧树脂，使碳纤维的中段部分与环氧树脂结合，待其固化成
型后，从模具中取出。固化的部分即是FRP杆1。也可以在FRP杆1表面 涂上一层树脂，再洒上一层沙，使沙在树脂干后固定在FRP杆1表面，以 增大FRP杆1表面的摩擦力，使固定效果更好。
施工方式一
如图10所示，当需要加固的横梁6贯穿了母体5，在母体5与横梁6 相交处的上方钻一个贯穿母体5的钻孔9，将不长于钻孔长度的锚固件的 FRP杆1全部插入在钻孔9中，在钻孔9中注入环氧砂浆，待砂浆将FRP 杆1固定后，将FRP杆1两端的散放纤维2各自平铺于横梁6表面，用环 氧树脂直接粘合到固定在建筑物表面上的FRP布或板3上。通过这样的加 固工作可提升横梁结构的抗弯能力。
施工方式二
如图11所示，当需要加固的横梁6贯穿了母体5，在母体5与横梁6 相交处的上方钻一个贯穿母体5的钻孔9，将不长于钻孔9长度的锚固件 的FRP杆1全部插入在钻孔9中，在钻孔9中注入环氧砂浆，待砂浆将 FRP杆1固定后，将FRP杆1两端的散放纤维2各自贴合到横梁6表面， 用环氧砂浆直接粘合到横梁6的表面固定。通过这样的加固工作可提升横 梁结构的抗弯能力。
施工方式三
如图16所示，当母体5 —侧与柱结构8相交时，在母体5上的与柱结 构8相交处的位置钻一个贯穿母体5的钻孔9，将不长于钻孔9长度的锚 固件的FRP杆1全部插入在钻孔9中，在钻孔9中注入环氧砂浆，待砂浆 将FRP杆1固定后，将FRP杆1两端的散放纤维2各自平铺于柱结构8 表面，用环氧砂浆直接粘合到固定在柱结构8表面上的FRP布或板3上。 通过这样的加固工作可加固柱结构8的抗压能力。通常，通过使用多个沿 母体5与柱结构8的交线竖直分布的锚固件结合FRP布或板，加固柱结构 8的整个外表面上，以提高柱结构8的抗压能力。
实施例三
该锚固件的结构，如图3所示，锚固件包括FRP杆1和散放纤维2， FRP杆1位于散放纤维2的两端。其制作方法为先将一束碳纤维置入模 具中，注入环氧树脂，使碳纤维的两端与环氧树脂结合，待其固化成型后， 从模具中取出。固化的部分即是FRP杆1。也可以在FRP杆1表面涂上一 层树脂，再洒上一层沙，使沙在树脂干后固定在FRP杆1表面，以增大 FRP杆1表面的摩擦力，使固定效果更好。
施工方式如下
如图13所示，当横梁6的两侧都与母体5相交时，在母体5上相交位 置的上方各钻一个与FRP杆大小相应的钻孔9，直至母体5深处，在钻孔 9中注入环氧砂浆，将锚固件两端的FRP杆1全部插入对应的母体5的钻 孔9内，待砂浆将FRP杆1固定后，把散放纤维2贴合横梁6表面，用环 氧砂浆直接粘合到横梁6表面固定。通过这样的加固工作可提升横梁6结 构的抗弯能力。如图15所示，同样的固定方式也可对建筑物母体5上的板 结构7进行加固。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实 施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可 以对本发明进行修改或者等同替换，如锚固件中的纤维2可以是碳纤维， 也可以是玻璃纤维或者纺伦纤维；在钻孔9中注入的可以是环氧砂浆，也 可以是环氧树脂，聚酯树脂，乙烯基树脂中的一种。这些不脱离本发明的 技术构思和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求 范围当中。
权利要求
1、一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在于所述的锚固件包括固化的FRP杆(1)和位于FRP杆(1)至少一端的散放纤维(2)。
2、 根据权利要求l所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的锚固件一端是FRP杆(l)， 一端是散放纤维(2)。
3、 根据权利要求l所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的锚固件中部是FRP杆(l)，两端是散放纤维(2)。
4、 根据权利要求l所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的锚固件的FRP杆(1)为两个，散放纤维(2)的两端分别连接两个 FRP杆(l)。
5、 根据权利要求l所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的FRP杆(1)是弯曲的。
6、 根据权利要求l所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的FRP杆(1)是末端放大的。
7、 根据权利要求l所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的FRP杆(1)的截面可以是圆形或多边形的。
8、 根据权利要求l所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的FRP杆(1)的表面可以是粗糙的。
9、 根据权利要求8所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的FRP杆(1)的粗糙的表面是螺纹形状的。
10、 根据权利要求8所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的FRP杆(l)的粗糙的表面有粗糙颗粒。
11、 根据权利要求8所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的FRP杆(1)的粗糙的表面有倒刺。
12、 根据权利要求1所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在 于所述的散放纤维(2)是高强纤维。
13、 根据权利要求12所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在于所述的高强纤维可以是碳纤维、玻璃纤维、纺伦纤维中的一种或它们的组合。
14、 根据权利要求12所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件，其特征在于所述的固化的FRP杆(l)为高强纤维与固化材料结合后定型固化而 成的。
15、 一种如权利要求1所述的用于混凝土结构加固的锚固件的制作方法， 包括下列步骤(一) 将一束高强纤维置入模具；(二) 注入固化材料，使高强纤维的一部分与固化材料结合，并令其固 化；(三) 待固化的高强纤维成型后，从模具中取出。
16、 根据权利要求15所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的制作方 法，其特征在于所述的步骤(二)中，高强纤维的固化材料采用环氧树脂，聚酯树脂，乙烯基树脂中的一种。
17、 根据权利要求15所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的制作方法，其特征在于所述的步骤(三)中，还包括在固化的高强纤维成形后，在其表面涂上一层树脂，再洒上一层沙的步骤。
18、 根据权利要求15所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的制作方法，其特征在于所述的步骤(三)中，高强纤维的固化部分位于高强纤维的至少一端。
19、 根据权利要求15所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的制作方法，其特征在于所述的步骤(三)中，高强纤维的固化部分位于高强纤维的中部。
20、 一种如权利要求1所述的用于混凝土结构加固的锚固件的使用方法，包括下列步骤-(一) 在混凝土结构的母体(5)上位于其与需加固的混凝土构件接合的加固位置处钻出合适大小的钻孔(9);(二) 把FRP杆(1)插入钻孔(9)内；(三) 在钻孔内注入能与混凝土和树脂良好粘合的粘结剂以固定FRP杆 (1);(四) 把散放的高强纤维渗满固化材料；(五) 把散放的高强纤维粘贴到需加固的混凝土构件表面。
21、 根据权利要求20所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的使用方法，其特征在于在所述的步骤(五)中，散放的高强纤维通过与FRP 布或板(3)结合粘贴到需加固的混凝土构件表面。
22、 根据权利要求20所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的使用方 法，其特征在于所述的高强纤维是碳纤维、玻璃纤维、纺伦纤维中的一 种或它们的组合。
23、 根据权利要求20所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的使用方法，其特征在于所述的粘结剂为环氧砂浆。
24、 根据权利要求20所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的使用方法，其特征在于所述的粘结剂为步骤(四)中所述的固化材料。
25、 根据权利要求20所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的使用方法，其特征在于所述的固化材料采用环氧树脂，聚酯树脂，乙烯基树脂中的一种。
26、 根据权利要求20所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的使用方法，其特征在于所述的加固位置是悬臂(4)构件的表面。
27、 根据权利要求20所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的使用方法，其特征在于所述的加固位置是横梁(6)的表面。
28、 根据权利要求20所述的一种用于混凝土结构加固的锚固件的使用方法，其特征在于所述的加固位置是柱结构(8)的表面。
全文摘要
本发明公开了一种用于混凝土结构加固的锚固件、其制作方法及使用方法，其特征在于该锚固件包括固化的FRP杆(1)和位于FRP杆(1)至少一端的散放纤维(2)；本发明采用的锚固件可以将混凝土构件表面的FRP纤维(2)、FRP布或板(3)和母体的深处连接起来、将FRP纤维(2)、FRP布或板(3)内的拉力传至混凝土母体(5)里，从而产生了一个有效的锚固作用，在技术上解决了对混凝土悬臂(4)类构件进行加固的现有技术难题。
文档编号B29C70/40GK101343950SQ200710167858
公开日2009年1月14日 申请日期2007年10月22日 优先权日2006年10月24日
发明者王劲松 申请人:菲尔(香港)有限公司