一种高强度耐腐蚀复合筋的制作方法

1.本实用新型涉及复合筋技术领域，更具体地说，是涉及一种高强度耐腐蚀复合筋。


背景技术：

2.就目前已知数据而言，在房屋建筑、隧道工程、桥梁工程施工上会采用钢筋混凝土的结构，但是钢筋在类似于海洋工程的环境中受到水分和氧气影响，会发生腐蚀现象，从而导致钢筋混凝土结构承载性能和耐久性能降低，甚至出现裂纹导致安全事故发生。此外一般的钢筋混凝土结构都是永久结构，与临时结构不同，修补难度大。
3.而复合筋具有优异的耐腐蚀、耐酸碱性能，比钢筋有更好的拉伸性能、与混凝土的粘结性能更好、更轻便，许多施工方会采用部分纤维增强复合筋混凝土结构代替钢筋混凝土结构。但是纤维增强复合筋混凝土结构在一些特殊的建筑结构能力有限，如机场、海上码头、地震台等建筑结构，它们对复合筋的耐腐蚀性、非导磁性性能有更高的要求，一般的玻璃纤维复合筋达不到这些要求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种高强度耐腐蚀复合筋，整体力学性能好，与混凝土的粘结力好，同时耐腐蚀、耐酸碱性能优异，并且适用于抗紫外线和高能量的电磁辐射的混凝土结构。
5.本实用新型提供了一种高强度耐腐蚀复合筋，包括：
6.玻璃纤维纱芯层；
7.包覆所述玻璃纤维纱芯层的玄武岩纤维纱外层；
8.包覆所述玄武岩纤维纱外层的石英砂颗粒层；
9.包覆所述石英砂颗粒层的防腐蚀涂漆表层。
10.优选的，所述玻璃纤维纱芯层的直径为5mm～10mm。
11.优选的，所述玄武岩纤维纱外层的厚度为2mm～6mm。
12.优选的，所述石英砂颗粒层的厚度为0.5mm～1mm。
13.优选的，所述防腐蚀涂漆表层的厚度为0.2mm～0.6mm。
14.优选的，所述玄武岩纤维纱层还螺旋设置有缠绕线，并嵌入石英砂颗粒层。
15.优选的，所述缠绕线为2000d～4000d的涤纶缠绕绳。
16.优选的，所述高强度耐腐蚀复合筋采用树脂混料固化成型。
17.优选的，所述树脂混料由质量比为100：(85～95)：(2～8)：(15～25) 的环氧树脂、环氧树脂固化剂、环氧树脂促进剂和煅烧高岭土组成。
18.本实用新型提供了一种高强度耐腐蚀复合筋，包括：玻璃纤维纱芯层；包覆所述玻璃纤维纱芯层的玄武岩纤维纱外层；包覆所述玄武岩纤维纱外层的石英砂颗粒层；包覆所述石英砂颗粒层的防腐蚀涂漆表层。与现有技术相比，本实用新型提供的高强度耐腐蚀复合筋采用特定结构及连接关系，实现整体较好相互作用，产品整体力学性能好，与混凝土的
粘结力好，同时耐腐蚀、耐酸碱性能优异，并且适用于抗紫外线和高能量的电磁辐射的混凝土结构。实验结果表明，本实用新型提供的高强度耐腐蚀复合筋的抗拉强度能够达到1023mpa，剪切强度能够到达133mpa，耐腐蚀性(强度保留率)能够达到89％，与混凝土的粘结性能能够到达15mpa，均优于同规格玄武岩纤维复合筋。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例中高强度耐腐蚀复合筋的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例中高强度耐腐蚀复合筋的石英砂颗粒层的结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型提供了一种高强度耐腐蚀复合筋，包括：
23.玻璃纤维纱芯层；
24.包覆所述玻璃纤维纱芯层的玄武岩纤维纱外层；
25.包覆所述玄武岩纤维纱外层的石英砂颗粒层；
26.包覆所述石英砂颗粒层的防腐蚀涂漆表层。
27.请参阅图1，图1为本实用新型实施例中高强度耐腐蚀复合筋的结构示意图；其中，1为玻璃纤维纱芯层，2为玄武岩纤维纱外层，3为石英砂颗粒层， 4为防腐蚀涂漆表层。
28.在本实用新型中，所述高强度耐腐蚀复合筋整体为圆柱状实心结构，有一个中心层，即玻璃纤维纱芯层，依次包覆玄武岩纤维纱外层、石英砂颗粒层和防腐蚀涂漆表层。
29.在本实用新型中，所述玻璃纤维纱芯层的直径优选为5mm～10mm，更优选为8mm。
30.在本实用新型中，所述玄武岩纤维纱外层的厚度优选为2mm～6mm，更优选为4mm。玄武岩纤维比起玻璃纤维，有更好的耐酸碱、拉伸性能和剪切性能，并且天然抗紫外线和高能量的电磁辐射，在低温下能够保持性能，并且有研究指出，玄武岩纤维的成纤过程更加环保，应用玄武岩纤维可以在普通的纤维复合材料基础上提高耐腐蚀性、拉伸等性能。
31.在本实用新型中，所述石英砂颗粒层的厚度优选为0.5mm～1mm。
32.在本实用新型中，所述防腐蚀涂漆表层的厚度优选为0.2mm～0.6mm，更优选为0.3mm～0.5mm。
33.在本实用新型中，所述玄武岩纤维纱层优选还螺旋设置有缠绕线，并嵌入石英砂颗粒层，参见图2所示；图2为本实用新型实施例中高强度耐腐蚀复合筋的石英砂颗粒层的结构示意图；其中，5为石英砂覆砂。
34.在本实用新型中，所述缠绕线优选为2000d～4000d的涤纶缠绕绳，更优选为3000d的涤纶缠绕绳。
35.在本实用新型中，所述高强度耐腐蚀复合筋优选采用树脂混料固化成型。
36.在本实用新型中，所述树脂混料优选由质量比为100：(85～95)：(2～8)： (15～25)的环氧树脂、环氧树脂固化剂、环氧树脂促进剂和煅烧高岭土组成，更优选由质量比为
100：90：5：20的环氧树脂、环氧树脂固化剂、环氧树脂促进剂和煅烧高岭土组成。
37.本实用新型提供的高强度耐腐蚀复合筋采用玄武岩纤维结合玻璃纤维双层结构，提高了复合筋的整体力学性能，同时还提高了复合筋的耐酸碱性、耐腐蚀性，并且加强了复合筋与混凝土的粘结性能，保证混凝土结构的稳定性，从而使复合筋进一步应用于混凝土结构后，能够适用于绝大部分对耐腐蚀性能条件苛刻的环境；本实用新型提供的高强度耐腐蚀复合筋适用于对耐腐蚀、耐酸碱性要求高的特殊建筑结构，适用于混凝土建筑永久结构，适用于采用不同中心纱和外围纱的多层结构，适用于抗紫外线和高能量的电磁辐射的混凝土结构。
38.本实用新型提供了一种高强度耐腐蚀复合筋，包括：玻璃纤维纱芯层；包覆所述玻璃纤维纱芯层的玄武岩纤维纱外层；包覆所述玄武岩纤维纱外层的石英砂颗粒层；包覆所述石英砂颗粒层的防腐蚀涂漆表层。与现有技术相比，本实用新型提供的高强度耐腐蚀复合筋采用特定结构及连接关系，实现整体较好相互作用，产品整体力学性能好，与混凝土的粘结力好，同时耐腐蚀、耐酸碱性能优异，并且适用于抗紫外线和高能量的电磁辐射的混凝土结构。实验结果表明，本实用新型提供的高强度耐腐蚀复合筋的抗拉强度能够达到1023mpa，剪切强度能够到达133mpa，耐腐蚀性(强度保留率)能够达到89％，与混凝土的粘结性能能够到达15mpa，均优于同规格玄武岩纤维复合筋。
39.为了进一步说明本实用新型，下面通过以下实施例进行详细说明。
40.实施例
41.以12mm高强度耐腐蚀复合筋为例，参见图1～2所示，图1为本实用新型实施例中高强度耐腐蚀复合筋的结构示意图，其中，1为玻璃纤维纱芯层， 2为玄武岩纤维纱外层，3为石英砂颗粒层，4为防腐蚀涂漆表层，图2为本实用新型实施例中高强度耐腐蚀复合筋的石英砂颗粒层的结构示意图，其中， 5为石英砂覆砂；其中，玻璃纤维纱芯层(中心纱)的直径为8mm，玄武岩纤维纱外层的厚度优选为4mm，石英砂颗粒层的厚度优选为0.5mm～1mm，所述防腐蚀涂漆表层的厚度为0.3mm～0.5mm。
42.具体制备方法如下：
43.s1：拉纱
44.选取74
±
2根2400tex玻璃纤维无捻粗纱作为中心纱、36
±
1根4800tex玄武岩纤维无捻粗纱作为外围纱。采用双层的结构制备纤维增强复合筋，中心纱采用玻璃纤维，外围纱采用玄武岩纤维，提高复合筋整体的力学性能、耐腐蚀等性能。
45.s2：树脂混料
46.根据树脂配方，用电子天平称量环氧树脂、环氧树脂固化剂、环氧树脂促进剂、煅烧高岭土(6000目)等原料，质量比为100：90：5：20。
47.s3：浸胶
48.将每束纱平铺在浸胶槽内，将纤维纱从挤胶辊之间穿过，保证能将纤维纱表面富集的树脂挤出，人工将树脂均匀倒入中心纱和外围纱的两个浸胶槽。
49.s4：缠绕
50.浸胶后的纤维纱通过缠绕装置进行缠绕，缠绕线采用3000d涤纶缠绕绳，设置缠绕张力为1～2.5hz，变频转速设置为20～40hz。
51.s5：覆砂
52.覆砂采用智能化覆砂机，根据复合筋的尺寸调整覆砂频率为25hz，控制覆砂厚度在0.5～1mm之间实现覆砂密度的自动化控制。在复合筋表面进行覆砂处理，通过附着石英砂提高复合筋表面的粗糙程度，进一步提高复合筋与混凝土的粘结力。
53.s6：固化定型
54.通过智能化控温平台设定好三个温区烘箱温度分别为250℃、240℃、 250℃，设置牵引速度为2.1m/min；浸过树脂后的纤维筋通过加热烘箱进行加热，目的是使增强纤维纱和基体树脂能够在高温下进行交联反应结合在一起，从加热烘箱中出来后可确保纤维筋实现固化，固化后强度高，力学结构优异。
55.s7：切割
56.按照指定长度将增强纤维筋切割，一般长度在2～3m之间，在控制平台输入切割长度数据后会控制切割机进行精准切割。
57.s8：在复合筋表面喷上防腐蚀漆，防腐蚀漆厚度为0.3～0.5mm，得到高强度耐腐蚀复合筋。覆砂之后在复合筋表面涂上一层防腐蚀漆，起到美观的作用，还能进一步提高复合筋表面的耐腐蚀性、耐酸碱性。
58.由此可知，本实用新型提供的高强度耐腐蚀复合筋为纤维增强复合筋(是一种以树脂为基体，高性能纤维为增强材料，通过拉挤工艺制得的纤维增强树脂基复合材料)，主要以增强纤维(具体为玄武岩纤维和玻璃纤维)为增强材料，与环氧树脂、填料、固化剂等基体相结合，经过树脂浸润、固化后再切割而成的复合材料制品。
59.经检测，本实用新型提供的高强度耐腐蚀复合筋的耐酸碱性、耐腐蚀性数据、与混凝土的粘结性能数据、整体力学性能数据参见表1所示。
60.表1本实用新型提供的高强度耐腐蚀复合筋的各项性能数据
61.项目数值同规格玄武岩纤维复合筋抗拉强度1023mpa963mpa剪切强度133mpa123mpa耐腐蚀性(强度保留率)89％86％与混凝土的粘结性能15mpa13mpa
62.所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。