专利名称：复合式纤维中空注浆锚杆的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种建筑用品，特别涉及一种可广泛用于工、民用建筑、 岩土工程，尤其适用于腐蚀性环境、严寒环境，以及对电磁干扰有特殊要求环 境的复合锚杆。 背鱟技术混凝土结构一般都是以钢筋锚杆为增强材料。但是当应用于具有侵蚀性 (如严寒地区用除冰盐处理过的公路桥梁、海边建筑物、水工结构、港工结构、 化工厂房等)或暴露性的环境时，在温度和湿度适宜的条件下，混凝土的碳化 和氯化物的侵入，使混凝土逐渐中性化，钢筋钝化膜被破坏而开始腐蚀，最终 导致混凝土结构过早衰退，结构承载力下降，产生安全隐患，严重时将会导致 结构的毁损，造成严重的生命和财产损失。为解决上述问题，自上世纪80年代中期以来，欧美及日本、德国开始采 用纤维塑料筋(即FRP)这种新型人工纤维材料来代替钢筋，在试验研究和工 程应用等方面均取得了较多的成果。它是以纤维为增强材料，以合成树脂为基 体材料，并掺入适量辅助剂经拉挤成型技术和必要的表面处理形成。上述两种锚杆都存在不足。钢筋锚杆的缺点-1、 钢锚杆的防腐保护使锚固工程作业量大、耗材多、许多复杂；2、 钢锚杆质量大，制造、运输和安装困难；3、 钢材在低温条件下有一个致命弱点，就是低温"冷脆"现象。国内外 实际工程中发生很多钢结构件脆性断裂破坏事故。FRP锚杆的缺点-1、 FRP锚杆具有尺寸效应，即由于剪切滞后的原因，接近FRP锚杆断面 中心的纤维受到的应力没有FRP锚杆外表面的纤维受到的应力大。这 种现象导致大直径FRP锚杆的强度和效率降低；2、 由于FRP锚杆沿截面方向的脆性，确定FRP锚杆的强度很困难；3、 FRP锚杆的弹性模量低，延伸率小，不适合在预应力很大的混凝土结 构中使用；4、 FRP锚杆的抗剪强度很低，通常不超过其抗拉强度的10%;5、 FRP锚杆不如钢筋锚杆那么均质，由于产品加工过程或原材料本身的 缺陷，在FRP锚杆内部会形成"弱"纤维，其最终强度往往也取决于 这些"弱"纤维。6、 成本较高。7、 热稳定性差。 实用新型内容本实用新型的目的是解决钢筋锚杆不耐腐蚀、质量大、不便于制造、运输 和安装的问题，克服FRP锚杆成本高、脆性大、抗剪切强度低的不足，提供 一种可以代替钢筋和FRP锚杆，可广泛应用于各种工、民用建筑、岩土工程， 特别适用于对防腐蚀、防锈要求高的建筑和工程中的复合纤维中空注浆锚杆。为了实现本实用新型的目的，采用如下技术方案-复合式纤维中空注浆锚杆，中部为空心结构，所述锚杆为三层结构，里层 为塑料管，中间层为套在塑料管上的无缝钢管，外层为套在无缝钢管上的纤维 与树脂混合层。所述的树脂为乙烯基树脂、环氧树脂、不饱和聚脂树脂中的一种。树脂的 作用是将纤维和无缝钢管粘接在一起，使纤维受力均匀，并形成所需要的制品 或构件形状。同时树脂使无缝钢管与外部环境隔绝，可防止无缝钢管锈蚀。树 脂将纤维与无缝钢管牢固在结合在一起，使纤维和无缝钢管共同受力，防止整 个锚杆因受力不均匀造成局部受力，发生断裂。所述的纤维为碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维中的一种或任意两种的混合物 或三者的混合物。这几种纤维的抗拉强度和弹性模量都较高，膨胀系数小，它 们与无缝钢管一同成为复合式锚杆的承载结构，大大提高了锚杆的力学性能。本实用新型釆用上述结构后，具有如下的有益效果-1、 保持原来可注浆功能的基础上，抗拉强度提高，可超过2500MPa,且 在达到抗拉强度之前，几乎没有塑性变形产生；2、 抗腐蚀性能优良，可抵抗氯离子和低PH值溶液的腐蚀，尤其是抗碳 化合物和氯化合物的腐蚀性更强。没有钢材的锈蚀问题，适用于耐候性要求高 的铁道工程桥梁、隧道和边坡支护、海港、军事等；3、 比重较小，降低了运输成本，减少了在工作现场的加工安装时间，施 工便利；4、 高强轻质，抗震性能好，可在不增加工程造价的前提下，明显提高结 构抗震性能；5、 弹性模量高，适合在预应力大的混凝土结构中使用；6、 具有很好的弹性性能，在发生圈套较大变形后还能恢复原状，塑性变 形小，有利于结构偶然超载后的变形恢复；7、 无缝钢管在其中的应用，大大提高了抗剪切强度，约为其拉伸强度的 50%。而传统的FRP锚杆的剪切强度仅为其拉伸强度的5 20%;8、 材料结合力强，热膨胀系统更接近水泥，与水泥结合握裹力更强；9、 防磁性能好，适用于磁悬浮铁路等防磁要求高的工程结构；10、 阻燃，抗静电，与金属碰撞不会产生火花；11、 树脂的导热性差，可保护无缝钢管性能不受环境温度的影响，在一定 程度上克服了钢筋锚杆低温"冷脆"的缺陷；12、 具有很好的可设计性。本实用新型的复合锚杆属于人工材料，可以通 过使用不同的纤维材料、纤维含量，不同型号的无缝钢管设计出各种强度指标、 弹性模量以及特殊性能要求的锚杆；13、 施工方便，可根据不同要求，生产各种不同截面积和长度的非标产品， 现场施工容易切割；14、 成本较低，在其中加入无缝钢管，减少了纤维材料的用量，成本比 FRP复合锚杆低。虽然本实用新型的成本比钢筋锚杆高，但是考虑到其耐腐蚀 所带来的低廉维护费用，其综合效益高于钢筋锚杆可见，采用上述结构的本实用新型，不仅适用于普通建筑、桥梁、铁道工 程结构、水工结构和其它构筑物，还适用于腐蚀性环境、严寒环境，以及对电、 磁干扰有特殊要求环境的结构物。具有广泛的应用领域和发展前景。
图1是本实用新型的结构示意图；图中标号，l是纤维与树脂的混合层，2是无缝钢管，3是塑料管。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。实施例l:如图1所示，复合式纤维中空注浆锚杆包括三层结构，最外面一层为无碱无捻玻璃纤维和环氧树脂的混合层1，中间层为无缝钢管2，最里面一层为中空的塑料管3。中空的塑料管3可以注浆，而外层的纤维和树脂混合层1可以耐腐蚀，提
高抗拉强度。该锚杆采用拉挤成型工艺。以无缝钢管为基体材料，高强度的无碱无捻玻 璃纤维为增强材料。将塑料管热套入无缝钢管中，将纤维束通过纱架连续喂入， 经过环氧树脂胶槽将纤维浸渍，并掺入适量辅助剂，然后与无缝钢管一同进入 预成型模，将多余的树脂和气泡排出，再进入成型模凝胶、固化。固化后的制 品由牵引机连续不断地从模具中拔出，最后由切断机定长切断。实施例2:结构与制作方法如实施例1，其中使用的纤维为碳纤维，树脂 为乙烯基树脂。实施例3:结构与制作方法如实施例1,其中使用的纤维为芳纶纤维，树 脂为不饱和聚脂树脂。实施例4:结构与制作方法如实施例1，其中使用的纤维为玻璃纤维与芳 纶纤维的混合物，树脂为环氧树脂。
权利要求1、复合式纤维中空注浆锚杆，中部为空心结构，其特征在于所述锚杆为三层结构，里层为塑料管，中间层为套在塑料管上的无缝钢管，外层为套在无缝钢管上的纤维与树脂混合层。
2、 如权利要求1所述复合式纤维中空注浆锚杆，其特征在于所述的树 脂为乙烯基树脂、环氧树脂、不饱和聚脂树脂中的一种。
3、 如权利要求1或2所述复合式纤维中空注浆锚杆，其特征在于所述 的纤维为碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维中的一种或任意两种的混合物或三者的 混合物。
专利摘要本实用新型公开了一种复合式纤维中空注浆锚杆，涉及一种建筑用品，目的是解决钢筋锚杆不耐腐蚀、质量大、不便于制造、运输和安装的问题，克服FRP锚杆成本高、脆性大、抗剪切强度低的不足，其中部为空心结构，锚杆为三层结构，里层为塑料管，中间层为套在塑料管上的无缝钢管，外层为套在无缝钢管上的纤维与树脂混合层，树脂为乙烯基树脂、环氧树脂、不饱和聚脂树脂中的一种，纤维为碳纤维、芳纶纤维、玻璃纤维中的一种或任意两种的混合物或三者的混合物。该锚杆不仅适用于普通建筑、桥梁、铁道工程结构、水工结构和其它构筑物，还适用于腐蚀性环境、严寒环境，以及对电、磁干扰有特殊要求环境的结构物。
文档编号E04C5/00GK201043326SQ20072007932
公开日2008年4月2日 申请日期2007年4月26日 优先权日2007年4月26日
发明者张一峰 申请人:成都鑫隆泰工程材料有限公司