本发明属于树脂基复合材料及其制备领域，具体涉及一种水泥混凝土结构用自粘结frp筋及其制备方法和应用。
背景技术：
1、钢筋混凝土结构中，碱环境下钢筋易锈蚀与腐蚀，并引起结构力学性能退化与耐久性降低，使其低于服役寿命而失效。纤维增强复合材料(fiberreinforcedpolymer，frp)具有轻质、高强、耐腐蚀、抗疲劳等优点，采用frp筋替代钢筋，即可避免锈蚀而引起的性能退化问题，又能大幅提高结构的服役性能与服役寿命，实现经济效益、社会效益多赢化。
2、frp筋与水泥混凝土间的粘结性能是影响frp筋混凝土结构力学性能的关键因素。光圆frp筋通过与混凝土间的摩擦传递粘结应力，界面粘结强度较低。目前，学界采用编织、喷砂、刻槽、加肋的处理形式提升frp筋与混凝土间的界面粘结强度，但经处理的frp筋中纤维屈曲导致其力学性能下降，制约frp筋混凝土结构发展，此外，编织、喷砂、刻槽、加肋的处理形式，设备投资大，生产成本高，因此，开发一种具有高界面结合强度的frp筋水泥混凝土成型工艺显得尤为重要。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种水泥混凝土结构用自粘结frp筋及其制备方法和应用。
2、本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：
3、本发明的目的之一是提供一种水泥混凝土结构用自粘结frp筋的制备方法，所述水泥混凝土结构用自粘结frp筋的制备方法按以下步骤进行：
4、s1：将纤维浸润树脂体系，然后牵引入成型模具，得到预成型frp筋；
5、s2：在预成型frp筋表面涂覆纳米晶种，然后经高温固化，得到水泥混凝土结构用自粘结frp筋。
6、进一步限定，s1中纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或几种。
7、进一步限定，s1中树脂体系以质量份数计包括树脂40-80份、引发剂0-3份、促进剂0-2份、填料0.5-30份和分散剂0.5-2份。
8、更进一步限定，树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、乙烯基酯、丙烯酸酯、聚丙烯、尼龙、聚醚醚酮中的一种或几种。
9、更进一步限定，引发剂为过苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或几种。
10、更进一步限定，促进剂为二甲苯胺，氮-氮二甲基对甲苯胺中的一种或两种。
11、更进一步限定，填料为氢氧化铝、沉淀二氧化硅、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粘土、有机粘土、云母粉中的一种或几种。
12、更进一步限定，分散剂为改性聚氨酯溶液。
13、进一步限定，s1中树脂体系由各原料在氮气保护和水浴条件下搅拌而成。
14、进一步限定，s1中预成型frp筋中纤维含量为60-90wt％。
15、进一步限定，s2中纳米晶种为纳米sio2、纳米caco3、纳米tio2、碳纳米管、纳米水化硅酸钙中的一种或几种。
16、进一步限定，s2中预成型frp筋与纳米晶种的质量比为100：(5-10)。
17、进一步限定，s2中高温固化的温度为100-120℃。
18、本发明的目的之二是提供一种按上述方法制得的水泥混凝土结构用自粘结frp筋，所述水泥混凝土结构用自粘结frp筋包括frp筋芯材和包裹在芯材外的纳米晶种层。
19、本发明的目的之三是提供一种上述方法在水泥混凝土中的应用。
20、本发明的目的之四是提供一种高界面结合强度的frp筋水泥混凝土，所述frp筋水泥混凝土包括水泥基体和按上述方法制得的水泥混凝土结构用自粘结frp筋，frp筋和水泥之间具有原位生成的水化产物层。
21、进一步限定，水化产物层为水化硅(铝)酸钙，简称c-(a)-s-h。
22、本发明与现有技术相比具有的显著效果：
23、(1)本发明提供的自粘结frp筋，其中，纳米晶种为水泥水化产物提供形核位点，降低形核势垒，促进c-(a)-s-h凝胶在筋材表面生成，从而降低界面孔隙率，并使frp筋与水泥基体通过c-(a)-s-h凝胶物理联结，实现frp筋与水泥基体一体化。
24、(2)本发明提供的自粘结frp筋，取代frp筋表面编织、喷砂、刻槽、加肋等处理，解决frp筋中纤维屈曲以及设备投资大与生产成本高的难题。
1.一种水泥混凝土结构用自粘结frp筋的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中纤维为碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维中的一种或几种，树脂体系以质量份数计包括树脂40-80份、引发剂0-3份、促进剂0-2份、填料0.5-30份和分散剂0.5-2份，预成型frp筋中纤维含量为60-90wt％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，树脂为环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、乙烯基酯、丙烯酸酯、聚丙烯、尼龙、聚醚醚酮中的一种或几种，引发剂为过苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈中的一种或几种，促进剂为二甲苯胺，氮-氮二甲基对甲苯胺中的一种或两种，填料为氢氧化铝、沉淀二氧化硅、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、粘土、有机粘土、云母粉中的一种或几种，分散剂为改性聚氨酯溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s1中树脂体系由各原料在氮气保护和水浴条件下搅拌而成。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中纳米晶种为纳米sio2、纳米caco3、纳米tio2、碳纳米管、纳米水化硅酸钙中的一种或几种，预成型frp筋与纳米晶种的质量比为100：(5-10)。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，s2中高温固化的温度为100-120℃。
7.权利要求1-6任一项所述的方法制得的水泥混凝土结构用自粘结frp筋，其特征在于，它包括frp筋芯材和包裹在芯材外的纳米晶种层。
8.权利要求1-6任一项所述的方法在水泥混凝土中的应用。
9.一种高界面结合强度的frp筋水泥混凝土，其特征在于，它包括水泥基体和权利要求1-6任一项所述的方法制得的frp筋，frp筋和水泥之间具有原位生成的水化产物层。
10.根据权利要求9所述的高界面结合强度的frp筋水泥混凝土，其特征在于，水化产物层为水化硅(铝)酸钙，简称c-(a)-s-h。