一种桥梁用空心板梁的制备方法_2

文档序号:9208880阅读:来源:国知局
腐蚀的问题,从而提高了空心板梁的使用性能和使用寿命;由于玄武岩 纤维还具有优良的机械力学性能、物理性能以及高温稳定性能,使得玄武岩纤维筋同样具 有类似的优良性能,以玄武岩纤维筋笼作为空心板梁的骨架,在解决钢筋腐蚀的问题的基 础上,可以进一步提尚的空心板梁的机械力学性能、物理性能以及尚温稳定性能,进一步提 高空心板梁的综合性能,从而提高了空心板梁的使用性能和使用寿命;本发明采用若干个 玄武岩纤维连接环将若干根玄武岩纤维筋连接成玄武岩纤维筋笼,由于玄武岩纤维连接环 与玄武岩纤维筋的材质相同,玄武岩纤维连接环可以充当空心板梁横向上的骨架,而玄武 岩纤维筋可以充当空心板梁纵向上的骨架,二者结合形成一个立体的玄武岩纤维筋笼骨 架,玄武岩纤维连接环具有较好的强度和刚度,不易变形,能够保证玄武岩纤维筋笼在浇筑 混凝土等过程中不变形,不塌空,玄武岩纤维连接环结构简单,连接玄武岩纤维筋时方便快 捷,不用绑扎或焊接,解决了玄武岩纤维筋无法像钢筋那样形成笼式结构的问题,不用引入 第二种材料制成的连接件,从而提高了玄武岩纤维筋笼的实用性,提高了空心板梁的使用 性能和使用寿命。
[0033] 为了进一步发挥玄武岩纤维的优良性能,提高空心板梁的使用性能和使用寿命, 本发明中,上述步骤1)具体为:
[0034] 1)将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纺纱,再将玄武岩纤维纺纱加工成具有网状结 构的玄武岩纤维棒状织物;
[0035] 2)然后在玄武岩纤维棒状织物中充填热固性树脂粉末;
[0036] 3)在模具内喷涂脱模剂,然后将充填有热固性树脂粉末的玄武岩纤维棒状织物放 置在模具内加热成型,得到玄武岩纤维筋;
[0037] 4)采用若干个玄武岩纤维连接环将若干根玄武岩纤维筋连接成玄武岩纤维筋笼。
[0038] 本发明先将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线,再将玄武岩纱线加工成具有网状 结构的玄武岩纤维棒状织物,虽然原料仍然为玄武岩纤维,但在制筋前对其进行了预处理, 将松散的、相互之间没有连接的玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线,再将玄武岩纤维纱线 加工成具有一定形状的、立体的、多层网状结构的玄武岩纤维棒状织物,使得玄武岩纤维之 间相互连接,制得的玄武岩纤维棒状织物能够充当玄武岩纤维筋的骨架,提高了玄武岩纤 维筋的机械力学性能,尤其是强度,更适于作为结构件使用;本发明先将固态的、粉末状的 热固性树脂填充在玄武岩纤维棒状织物的中空网格内,粉末状的热固性树脂可以进入细小 的网格,能够将所有的网格填满,使得液态的热固性树脂可以充分浸润玄武岩纤维棒状织 物,热固性树脂在固化后,由于分子间交联,形成网状结构,因此刚性大、硬度高、耐温高、不 易燃、制品尺寸稳定性好,将热固性树脂与玄武岩纤维棒状织物的优良性能结合起来,使得 产出的玄武岩纤维筋同样具有优良的性能,提高空心板梁的使用性能和使用寿命。
[0039] 在纤维制品中,纤维的直径对纤维制品的机械力学性能、化学性能、物理性能以及 高温稳定性能具有重要的影响,一般说来,直径越小,纤维制品的各项性能越好,各项性能 之间越均衡。为提高玄武岩纤维筋的综合性能,本发明大量使用超细玄武岩纤维作为原料, 上述玄武岩纤维中直径为〇. 6微米~0. 9微米的玄武岩纤维的质量百分比为60%~70%, 直径为3微米~5微米的玄武岩纤维的质量百分比为30 %~40%。
[0040] 在加热成型所用模具内表面喷涂2~3层脱模剂,便于后面工序进行玄武岩纤维 筋与加热模具的脱模分离,脱模剂优选为硅质脱模剂,更优选为硅油。脱模剂为市售商品。
[0041] 为使热固性树脂粉末充分填充网状的玄武岩纤维棒状织物,应合理控制热固性树 脂粉末的粒度大小,本发明中,质量百分比70%~80%的热固性树脂粉末的粒度大于等于 325目。热固性树脂粉末为环氧树脂或酚醛树脂。热固性树脂粉末为市售商品。
[0042] 本发明中模具具有两项功能,一是加热功能,将热固性树脂粉末加热熔化成液体; 二是模具功能,在加热、保温以及冷却固化过程中,充当玄武岩纤维棒状织物和热固性树脂 液体的模具。加热方式可以是电解热,也可以是热源间接加热。当热固性树脂粉末完全熔 化成液体后,应当对热固性树脂液体保温一段时间,优选的保温温度为220°C~260°C,保 温时间为20min~40min。保温结束后,停止加热,热固性树脂液体自然冷却固化,得到玄武 岩纤维筋。
[0043] 本发明中,采用若干个玄武岩纤维连接环将若干根玄武岩纤维筋连接成玄武岩纤 维筋笼。玄武岩纤维连接环的外形为环状,可以为圆环状或方环状,具体形状以适应空心板 梁的截面形状为准,环状中间的空腔形状应允许芯模板从其中穿过,环上开设有若干个允 许玄武岩纤维筋从其中穿过的圆孔,其厚度为3mm~10mm。玄武岩纤维连接环的制备方法 与上述的玄武岩纤维筋的制备方法类似:同样是先将玄武岩纤维加工成玄武岩纤维纱线, 再将玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维环状织物,将玄武岩纤维立体织物与热 固性树脂的优良性能结合起来,使得产出的玄武岩纤维连接环同样具有优良的性能,提高 空心板梁的使用性能和使用寿命。
[0044] 为了进一步发挥玄武岩纤维的优良性能,提高空心板梁的使用性能和使用寿命, 本发明中,玄武岩纤维筋的直径为5mm~20_,优选为5mm~10mm;相邻两根玄武岩纤维筋 之间的距离为30mm~60mm,优选为30mm~50mm;相邻两个玄武岩纤维连接环之间的距离 为30mm~60mm,优选为30mm~50mm。
[0045] 安装外模板和芯模板,并在外模板和芯模板上涂抹脱模剂,然后将玄武岩纤维筋 笼放置在外模板与芯模板之间的空腔内。在外模板和芯模板上涂抹脱模剂,便于后面工序 进行空心板梁与外模板和芯模板的脱模分离,脱模剂优选为硅质脱模剂,更优选为硅油。脱 模剂为市售商品。
[0046] 养护上述混凝土。然后,拆除外模板和芯模板,得到空心板梁。
[0047]为了进一步发挥玄武岩纤维的优良性能,提高空心板梁的使用性能和使用寿命, 本发明在涂抹脱模剂后在外模板内表面和/或芯模板外表面铺设若干层玄武岩纤维布,浇 铸混凝土过程中混凝土会充分浸润玄武岩纤维布,混凝土固化后,玄武岩纤维布会嵌入式 固定在空心板梁的表面。本发明采用在空心板梁的表层嵌入若干层玄武岩纤维布,可以提 高空心板梁的抗弯强度等机械力学性能,提高空心板梁的表层耐腐蚀性能,有效地避免空 心板梁表面出现裂缝,且能控制裂缝的延伸、扩展、分布及形状,从而提高了空心板梁的使 用性能和使用寿命;本发明采用在浇铸混凝土前在外模板和/或内模板内铺设玄武岩纤维 布,二者一次性一体成型,使得玄武岩纤维布以嵌入的方式固定在空心板梁的表层,提高了 玄武岩纤维布与混凝土的连接,使得更能发挥玄武岩纤维布的机械力学性能等优良性能, 从而提高了空心板梁的使用性能和使用寿命。优选的,玄武岩纤维布铺设2层。
[0048] 为了进一步发挥玄武岩纤维的优良性能,提高空心板梁的使用性能和使用寿命, 本发明混凝土中含有玄武岩纤维短切纱,玄武岩纤维短切纱的长度为5mm~20mm,混凝土 中玄武岩纤维短切纱的重量百分比为5%~20%,将玄武岩纤维短切纱合理地掺入混凝土 中,可以在保留混凝土抗压强度高等优点的同时,大大增加混凝土的抗拉、抗冲击、耐磨、耐 腐以及耐高温等性能,提高混凝土的使用寿命。本发明在改善空心板梁骨架的性能和使用 寿命的同时,进一步改善基体材料混凝土的性能和使用寿命,二者相结合,从而整体上提高 了空心板梁的使用性能和使用寿命。
[0049] 本发明未详细说明的技术及装置均为现有技术,不再赘述。
[0050] 为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明提供的桥梁用空心板梁的制备 方法进行详细说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0051] 实施例1
[0052] 1)控制原料中直径为0.6ym~0.9ym的玄武岩纤维的质量百分比为60%,直径 为3ym~5ym的玄武岩纤维的质量百分比为40%,将上述玄武岩纤维加工成玄武岩纤维 纱线,然后将玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维棒状织物;在模具内表面喷涂 硅油,将上述玄武岩纤维棒状织物放置在模具内;然后往玄武岩纤维棒状织物内填充环氧 树脂粉末,其中质量百分比70%的环氧树脂粉末的粒度大于等于325目;模具开始加热,将 环氧树脂粉末熔化成液体,然后对环氧树脂液体进行保温,保温温度为220°C,保温时间为 20min;保温结束后,模具停止加热,环氧树脂液体自然冷却固化,然后拆除模具,得到玄武 岩纤维筋,控制玄武岩纤维筋的直径为5mm。
[0053] 对本实施例得到玄武岩纤维筋进行性能检测,结果见表1。
[0054] 2)控制原料中直径为0.6ym~0.9ym的玄武岩纤维的质量百分比为60%,直径 为3ym~5ym的玄武岩纤维的质量百分比为40%,将上述玄武岩纤维加工成玄武岩纤维 纱线,然后将玄武岩纱线加工成具有网状结构的玄武岩纤维环状织物,然后采用与步骤1) 中相同的工艺步骤及工艺参数,制得玄武岩纤维连接环,控制玄武岩纤维连接环的厚
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