一种混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋。
【背景技术】
[0002] 在混凝±结构中或错杆支护应用中，钢筋是被最广泛应用的材料。但众所周知，钢 筋腐蚀生诱是一个普遍承在的问题，已经严重影响了混凝±结构或错杆支护的耐久性，导 致结构破坏或支护失败。虽然目前有表面处理的钢筋，如环氧涂层钢筋，锻锋钢筋等，但随 时间推移，仍然无法彻底解决钢筋的腐蚀生诱问题。
[0003] 近几十年来，国内外许多国家纷纷采用纤维增强树脂筋（FRP筋）来替代钢筋，应 用在各种工程领域。FRP(FIBERREINFORCEDPOLYMER)材料不仅耐腐蚀性能好，而且抗拉强 度高，耐疲劳性能好，而且重量轻，已经在许多工程领域逐渐得到应用。
[0004] 目前已经得到应用的FRP筋中，碳纤维筋仲RP筋）和芳绝纤维筋（AFRP筋）具有 很高的抗拉强度和模量W及耐腐蚀性能等优点，在性能方面是钢筋最理想的替代品，但成 本非常高，从而限制了它们的应用。普通玻璃纤维筋师RP筋）的拉伸弹性模量只有40GPa 左右，远低于钢筋的模量，而且剪切强度低（约120MPa)，纤维本身的耐碱性能差，特殊耐碱 玻璃纤维的成本高，所W其应用范围也有限制。玄武岩纤维筋炬FRP筋）具有很好的耐碱 性能W及比玻璃纤维较高的弹性模量，但目前成本比玻璃纤维高很多，也对其应用构成了 一定的限制。
[0005] 因此，需要一种新的纤维增强树脂筋W解决上述问题。
【发明内容】
[000引发明目的：本发明针对现有技术中的缺陷，提供一种低成本、耐碱性能优良及高强 度的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋。
[0007] 技术方案；为解决上述技术问题，本发明的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂 筋采用如下技术方案：
[0008]-种混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，包括玻璃纤维、玄武岩纤维和树脂， 所述玻璃纤维和玄武岩纤维均通过树脂固化，所述玄武岩纤维包覆在所述玻璃纤维的外 侧。
[0009]更进一步的，所述玻璃纤维的体积含量为10-45%，所述玄武岩纤维的体积含量为 10-40%，所述树脂的体积含量为15-30%，且各组分体积含量之和为100%。
[0010] 更进一步的，还包括石英砂，所述玄武岩纤维的外侧均匀分布有所述石英砂。增加FRP筋与水泥或其他化学错固剂的粘接强度。
[0011] 更进一步的，所述石英砂的厚度为0. 2-0. 8mm。
[0012] 更进一步的，所述树脂为环氧树脂或己締基醋树脂，其中，所述环氧树脂为双酪A环氧树脂、酪醒环氧树脂和海茵环氧树脂中的一种或多种的混合树脂。
[0013]更进一步的，所述树脂还包括固化剂，所述固化剂为胺类固化剂、酸酢类固化剂、 胺类和酸酢类混合固化剂或过氧化物，所述过氧化物为BPO、TBPO、BPPD、TBPB和过氧化甲 己酬中的一种或多种的组合物。其中，固化剂的含量本领域普通技术人员可根据情况添加。
[0014]更进一步的，所述树脂还包括填料，所述填料为碳酸巧、高岭±和滑石粉中的一种 或多种的混合物。
[0015]更进一步的，所述玻璃纤维为E玻璃纤维、ECR玻璃纤维、S玻璃纤维和TM玻璃纤 维中的一种或多种的混合纤维。
[0016]本发明还公开了一种混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋的制备方法，包括W下步骤：
[0017]1)、将玻璃纤维和玄武岩纤维分别利用树脂进行浸溃；
[0018]2)、利用模具成型装置将玻璃纤维和玄武岩纤维分别进行初步成型，其中，玄武岩 纤维包覆在所述玻璃纤维的外侧，得到初始增强树脂筋；
[0019]3)、利用加热固化装置对步骤2)得到的初始增强树脂筋进行加热固化，得到混杂 玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋。
[0020] 更进一步的，步骤3)中，先利用喷砂装置在初始增强树脂筋的外侧喷上一层石英 砂，然后利用加热固化装置对步骤2)得到的初始增强树脂筋进行加热固化，得到混杂玄武 岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋。
[0021] 有益效果；本发明的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，抗拉弹性模量W及 剪切强度具有明显提高，充分利用了玄武岩纤维本身的优异耐碱性能和比玻璃纤维较高的 抗拉强度W及弹性模量，在成本增加不多的情况下提高了本发明的混杂纤维筋的抗拉强 度、弹性模量W及耐久性能，使FRP筋可W有机会在更多的场合得W应用。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋的横截面示意图；
[0023] 图2为本发明的混杂玄武岩纤维玻璃纤维增强树脂筋的制备流程示意图。
[0024] 图中，1为玻璃纤维；2为玄武岩纤维；3为树脂浸溃装置；4为模具成型装置；5为 喷砂装置；6为加热固化装置；7为拉挤设备装置；8为切断装置。
【具体实施方式】
[00巧]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解该些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各 种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0026]请参阅图1所示，本发明的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，包括玻璃纤 维、玄武岩纤维和树脂，玻璃纤维和玄武岩纤维均通过树脂固化，玄武岩纤维包覆在玻璃纤 维的外侧。其中，玻璃纤维的体积含量为10-45%，玄武岩纤维的体积含量为10-40%，树脂 的体积含量为15-30%，且各组分体积含量之和为100%。树脂为环氧树脂或己締基醋树脂 其中，所述环氧树脂为双酪A环氧树脂、酪醒环氧树脂和海茵环氧树脂中的一种或多种的 混合树脂。树脂还包括固化剂，固化剂为胺类固化剂、酸酢类固化剂、胺类和酸酢类混合固 化剂或过氧化物，过氧化物为BP0、TBP0、BPPD、TBPB和过氧化甲己酬中的一种或多种的组 合物。树脂还包括填料，填料为碳酸巧、高岭±和滑石粉中的一种或多种的混合物。其中， 填料和固化剂的含量本领域普通技术人员可根据情况添加。玻璃纤维为E玻璃纤维、ECR玻 璃纤维、S玻璃纤维和TM玻璃纤维中的一种或多种的混合纤维。还包括石英砂，玄武岩纤 维的外侧均匀分布有石英砂。增加FRP筋与水泥或其他化学错固剂的粘接强度优选的，石 英砂的厚度为0. 2-0. 8mm。其中，树脂中还可W包括促进剂、低收缩剂、阻燃剂、防静电剂或 UV剂等辅助成分。
[0027] 本发明还公开了一种混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋的制备方法，包括W 下步骤：
[0028]1)、将玻璃纤维和玄武岩纤维分别利用树脂进行浸溃；
[0029] 2)、利用模具成型装置将玻璃纤维和玄武岩纤维分别进行初步成型，其中，玄武岩 纤维包覆在玻璃纤维的外侧，得到初始增强树脂筋；
[0030] 3)、利用加热固化装置对步骤2)得到的初始增强树脂筋进行加热固化，得到混杂 玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋。
[0031] 其中，优选的，步骤3)中，先利用喷砂装置在初始增强树脂筋的外侧喷上一层石 英砂，然后利用加热固化装置对步骤2)得到的初始增强树脂筋进行加热固化，得到混杂玄 武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋。具体的，石英砂的厚度为0. 2-0. 8mm。
[0032] 实施例1
[0033] 按下列原材料及百分比制备直径为25匪的混杂玄武岩纤维玻璃纤维增强树脂 筋：
【主权项】
1. 一种混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，其特征在于，包括玻璃纤维、玄武岩纤 维和树脂，所述玻璃纤维和玄武岩纤维均通过树脂固化，所述玄武岩纤维包覆在所述玻璃 纤维的外侧。
2. 如权利要求1所述的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，其特征在于，所述玻 璃纤维的体积含量为10-45%，所述玄武岩纤维的体积含量为10-40%，所述树脂的体积含 量为15-30%，且各组分体积含量之和为100%。
3. 如权利要求1所述的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，其特征在于，还包括 石英砂，所述玄武岩纤维的外侧均匀分布有所述石英砂。
4. 如权利要求3所述的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，其特征在于，所述石 英砂的厚度为〇. 2-0. 8mm。
5. 如权利要求1所述的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，其特征在于，所述树 脂为环氧树脂或乙烯基酯树脂，其中，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂和海 茵环氧树脂中的一种或多种的混合树脂。
6. 如权利要求5所述的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，其特征在于，所述树 脂还包括固化剂，所述固化剂为胺类固化剂、酸酐类固化剂、胺类和酸酐类混合固化剂或过 氧化物，所述过氧化物为BPO、TBPO、BPPD、TBPB和过氧化甲乙酮中的一种或多种的组合物。
7. 如权利要求5所述的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，其特征在于，所述树 脂还包括填料，所述填料为碳酸钙、高岭土和滑石粉中的一种或多种的混合物。
8. 如权利要求1所述的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，其特征在于，所述玻 璃纤维为E玻璃纤维、ECR玻璃纤维、S玻璃纤维和TM玻璃纤维中的一种或多种的混合纤 维。
9. 一种混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋的制备方法，其特征在于，包括以下步 骤： 1) 、将玻璃纤维和玄武岩纤维分别利用树脂进行浸渍； 2) 、利用模具成型装置将玻璃纤维和玄武岩纤维分别进行初步成型，其中，玄武岩纤维 包覆在所述玻璃纤维的外侧，得到初始增强树脂筋； 3) 、利用加热固化装置对步骤2)得到的初始增强树脂筋进行加热固化，得到混杂玄武 岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋。
10. 如权利要求9所述的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋的制备方法，其特征 在于，步骤3)中，先利用喷砂装置在初始增强树脂筋的外侧喷上一层石英砂，然后利用加热 固化装置对步骤2)得到的初始增强树脂筋进行加热固化，得到混杂玄武岩纤维和玻璃纤维 增强树脂筋。
【专利摘要】本发明公开了一种混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，包括玻璃纤维、玄武岩纤维和树脂，所述玻璃纤维和玄武岩纤维均通过树脂固化，所述玄武岩纤维包覆在所述玻璃纤维的外侧。本发明的混杂玄武岩纤维和玻璃纤维增强树脂筋，抗拉弹性模量以及剪切强度具有明显提高，充分利用了玄武岩纤维本身的优异耐碱性能和比玻璃纤维较高的抗拉强度以及弹性模量，在成本增加不多的情况下提高了本发明的混杂纤维筋的抗拉强度、弹性模量以及耐久性能，使FRP筋可以有机会在更多的场合得以应用。
【IPC分类】C08J5-04, C08K7-14, C08L101-06, C08K7-10, C08K3-36, C08L63-00
【公开号】CN104725780
【申请号】CN201510092311
【发明人】李国维, 牟春林, 贺冠军, 吴建涛
【申请人】河海大学, 中山市浦美复合材料有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月28日