CN100434635C

CN100434635C - 一种嵌固型直粘结预应力筋

Info

Publication number: CN100434635C
Application number: CNB2006101128239A
Authority: CN
Inventors: 吴转琴; 尚仁杰; 范蕴蕴
Original assignee: Jingye Construction Project Contract Co Ltd China
Current assignee: Beijing Jing Ye Engineering Technology Co., Ltd.; China Architectural Research Institute Co Ltd
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2026-09-04
Also published as: CN1916328A

Abstract

本发明涉及一种用于土木建筑工程中预应力混凝土结构的预应力筋，具体涉及一种嵌固型直粘结预应力筋。其特征为包括如下结构：位于内部的预应力钢绞线；置于预应力钢绞线和外包护套之间的胶粘剂；由含有降解母料的合成树脂材料形成的外包护套；其中，所述外包护套内外表面具有相匹配的凸凹相间结构。本发明的嵌固型直粘结预应力筋，在对其进行张拉施工时，呈不规则形状的外包护套破裂降解，令胶粘剂与混凝土直接接触。随着胶粘剂的固化，预应力筋与混凝土牢固地粘结在一起，形成握裹状态。继而混凝土、胶粘剂、钢筋成为一个具有强粘结力的整体嵌固结构。

Description

一种嵌固型直粘结预应力筋

技术领域

本发明涉及一种嵌固型直粘结预应力筋，尤指一种其胶粘剂直接与混凝土接触、固化，形成具有嵌固力体系的直粘结预应力筋。属于土木建筑工程中预应力混凝土结构的材料技术领域。

背景技术

缓粘结预应力技术是无粘结和有粘结两种体系的结合，由于其突出的优点成为当前国内建筑业研发的重点。以环氧树脂类为缓粘结胶粘剂、聚乙烯类为外包护套的缓粘结预应力技术是现阶段发展的主流方向，目前此类研究主要集中在其胶粘剂的防腐性能、固化时间控制以及胶粘剂自身性能指标控制上，忽略了预应力筋、胶粘剂、外包护套和混凝土之间的整体嵌固效能这一重要部分，因而在使用过程中会产生以下诸多问题：

1、作为缓粘结胶粘剂的环氧树脂类与金属类、无机材料类物质具有强粘结力，但与作为外包护套的聚乙烯、聚氯乙稀等塑料类物质的粘结性能较差，当胶粘剂完全固化后，在长期的应力状态下可能会出现胶粘剂与钢筋紧密粘结却与外包护套及混凝土脱节状况的发生。

2、作为外包护套的聚乙烯类材料既便埋于混凝土之中其耐老化时间也无法达到建筑结构安全年限的时间，而当外包护套逐渐老化时，胶粘剂早已完全固化，此时又会出现胶粘剂与钢筋紧密粘结却与混凝土脱结的状况。

鉴于上述原因，预应力筋的力学性能就会出现不同程度的变化，使预应力钢绞线在混凝土结构的耐久性及使用寿命方面不能充分发挥其高效、持久的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种直粘结预应力筋，其胶粘剂能够直接与混凝土接触形成嵌固体系，施工方便，并能提高混凝土结构的耐久性及使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供一种嵌固型直粘结预应力筋，其特征为包括：

预应力钢绞线；

套设于所述预应力钢绞线上由含有降解母料的合成树脂材料形成的外包护套，所述外包护套内外表面具有相匹配的凸凹相间结构；

置于所述预应力钢绞线和外包护套之间的胶粘剂。

本发明的胶粘剂可为环氧树脂胶粘剂，所述环氧树脂胶粘剂为含环氧树脂类化合物的组合物，该胶粘剂还可包括增塑剂、固化剂、稀释剂、促进剂、增韧剂或填料等。

本发明的合成树脂材料可选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚酯，优选低密度聚乙烯或高密度聚乙烯。

本发明的合成树脂材料中含有降解母料和/或降解引发剂；

该降解母料优选含有生物活性淀粉和复合降解调节剂的光-生物双降解母料；

该降解引发剂选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物以及过氧化月桂酰。

在本发明的一个优选实施方案中，该外包护套含有聚乙烯40重量％～80重量％，含复合降解调节剂和生物活性淀粉的双降解母料15重量％～45重量％和过氧化苯甲酰5重量％～15重量％。

本发明的胶粘剂涂层厚度根据各个工程的不同要求及具体工程结构情况而定，优选厚度为0.5～2.2mm；

本发明的外包护套厚度优选为0.2～3.5mm。

低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯。

本发明的有益效果：

本发明的嵌固型直粘结预应力筋，在对其进行张拉施工时，可以象现有的缓凝结预应力筋一样方便，而呈不规则形状的外包护套会破裂降解，令胶粘剂与混凝土直接接触。随着胶粘剂的固化，预应力筋与混凝土牢固地粘结在一起，形成握裹状态。继而混凝土、胶粘剂、钢筋成为一个具有强粘结力的整体嵌固结构。该结构具有比其他粘结方式的预应力筋更好的可靠性、抗震性、延性、抗裂性、强度等优异的力学性能。

本发明的嵌固型直粘结预应力筋适于工厂化，流水作业及大批量生产。其外包护套材料对内部的胶粘剂形成良好的保护，其运输、吊装、绑扎等操作像无粘结预应力筋一样方便，并且在搬运时能承受较大的弯曲，无需担心会损坏胶粘剂层。

附图说明

图1为本发明的嵌固型直粘结预应力筋的立体结构示意图。

图2为本发明的嵌固型直粘结预应力筋在其外包护套破碎、降解前在混凝土结构中的横向剖示结构示意图。

图3为本发明的嵌固型直粘结预应力筋在其外包护套破碎、降解后在混凝土结构中的横向剖示结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行具体说明。如图1、图2、图3所示，本发明的嵌固型直粘结预应力筋其特征为包括：

预应力钢绞线1；

套设于预应力钢绞线1上由含有降解母料的合成树脂材料形成的外包护套3，外包护套3内外表面具有相匹配的凸凹相间结构；

置于预应力钢绞线1和外包护套3之间的胶粘剂2。本发明的胶粘剂2可以是建筑工程中用于粘结钢筋和混凝土的常用胶粘剂，如环氧树脂类胶粘剂，并可选择性地含有固化剂(如乙二胺或双氰胺)、稀释剂(二甘油醚、邻苯二甲酸二丁脂、二甲苯或丙酮)、促进剂、增韧剂(如热塑性聚氨酯)、填料以及在建筑工程领域通常用于胶粘剂中的其它添加剂。

在本发明的一个实施方案中，胶粘剂2的配方为：15-25重量份的双酚-A型环氧树脂、15-25重量份的活性稀释剂双酚A二甘油醚、5-10重量份的非活性稀释剂邻苯二甲酸二丁脂、1-5重量份的固化剂分子量为600至900的低分子聚酰胺树脂，2-8重量份的活性增韧剂热塑性聚氨酯及40-55重量份的水泥。根据工程实际的要求来调节胶粘剂中各组分的含量，可以将胶粘剂的固化时间控制在2～12个月的适宜范围之内(参照中国发明专利申请第200510132504.X号)。

本发明的外包护套3由含有降解母料的合成树脂材料形成。该合成树脂可选自：高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯(Polyester)等。其中优选高密度聚乙烯和低密度聚乙烯。

低密度聚乙烯(LDPE)采用线性低密度聚乙烯(LLDPE)。

该合成树脂材料含有降解母料和/或降解引发剂。该降解母料可以是含有生物活性淀粉和/或复合降解调节剂的光-生物双降解塑料母料。该生物活性淀粉可以是原淀粉、化学改性淀粉或物理改性淀粉，也可以是与单体反应的共聚物。该复合降解调节剂可以包括公知技术中用于塑料的光、生物或氧化降解的助剂，如光敏剂、热敏剂、促氧化剂、控制剂等，如羧酸铈、羧酸铁等羧酸稀土复合光敏剂，铁、钴、镍等金属螯合物复合光敏剂等。在本发明的一个优选实施方案中，该降解母料为上海林达塑胶化工有限公司生产的HM104-PE型双降解母料。

本发明的降解引发剂可选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物或过氧化月桂酰。

在本发明的一个优选实施方案中，该外包护套3由含有聚乙烯40重量％～80重量％，含复合降解调节剂和生物活性淀粉的双降解母料15重量％～45重量％和过氧化苯甲酰5重量％～15重量％的材料形成。

本发明的预应力钢绞线1为普通建筑用预应力钢绞线。

本发明的胶粘剂2涂层厚度根据各个工程的不同要求及具体工程结构情况而定，优选为0.5～2.2mm。

本发明的外包护套3结构为内外表面具有相匹配的凸凹相间结构(如图2所示)，其厚度根据各个工程的不同要求及具体工程结构情况而定，优选为0.2～3.5mm。该凸凹相间结构的相邻凸起间的尺寸范围为1～10mm；刻痕深度的尺寸范围为0.02～2.5mm。

本发明的嵌固型直粘结预应力筋可以采用如下制备工艺：

a.将外包护套3所需各组分材料按比例称量好，经干燥设备分别进行干燥；

b.将制备好的胶粘剂2通过挤压涂包设备，均匀地将预应力钢绞线内的空隙填充并紧密封裹；

c.将干燥后的外包护套各组分材料投入挤压涂塑设备中，形成外包护套包裹于预应力钢绞线1和胶粘剂2外；

d.将c工序涂包好的预应力筋经冷却槽进行初次冷却；

e.将初次冷却的预应力筋经外包护套压痕装置，对其进行不规则凹凸起伏刻痕，并且控制突起部分便于破裂、降解。

f.将e工序制备好的嵌固型直粘结预应力筋经冷却槽进行二次冷却；

g.将二次冷却后的预应力筋经牵引机进行盘线，并使用不易透气透湿的黑色塑料膜作衬层，外套编织袋密封包装保存。

本发明的嵌固型直粘结预应力筋在施工的过程中如普通无粘结预应力筋一样布筋，浇注混凝土4(如图2所示)。待混凝土4强度达到设计强度的75％～100％后，张拉预应力筋。此时，呈不规则形状的外包护套3在添加的降解材料及预应力筋张拉力的双重作用下开始破裂，失去其原有的使用性能，力学性能急剧下降，并开始破裂或出现空洞，续之降解为碎片或粉末，从而胶粘剂2与混凝土4得以直接接触、固化，令混凝土4、胶粘剂3、钢筋1三者形成握裹状态，成为一个具有强粘结力的整体嵌固结构(如图3A、3B所示)。

以下结合具体实施例对本发明进行说明。但该实施例不用于限制本发明的保护范围。

实施例1

(1)胶粘剂的制备

将15重量份的上海树脂厂生产的E51双酚-A型环氧树脂、15重量份的活性稀释剂上海树脂厂生产的616#双酚A二甘油醚、5重量份的天津溶剂厂生产的非活性稀释剂邻苯二甲酸二丁脂、1重量份的固化剂北京香山联合助剂厂生产的650聚酰胺树脂、2重量份的活性增韧剂昆山市精细化工研究所有限公司生产的SL-102型热塑性聚氨酯，55重量份的填料北京市琉璃河水泥厂生产的P042.5硅酸盐水泥依照常规方法混合、研磨制备胶粘剂。

(2)按照如下步骤制备嵌固型直粘结预应力筋：

a.将聚乙烯55重量％、HM104-PE型双降解母料35重量％、过氧化苯甲酰10重量％称量好，经干燥设备分别进行干燥；

b.将制备好的胶粘剂通过挤压涂包设备，均匀地将预应力钢绞线内的空隙填充并紧密封裹，胶粘剂的厚度为0.5mm；

c.将干燥后的外包护套各组分材料投入挤压涂塑设备中，将外包护套包裹于预应力钢绞线和胶粘剂外，外包护套厚度为1.0mm；

d.将c工序涂包好的预应力筋经冷却槽进行初次冷却；

e.将初次冷却的预应力筋经外包护套压痕装置，对其进行不规则凹凸起伏刻痕，该凸凹相间结构的相邻凸起间的尺寸范围为1～10mm；刻痕深度的尺寸范围为0.02～2.5mm；

实施例2

胶粘剂2和嵌固型直粘结预应力筋的制备工艺与实施例1相同。其中，胶粘剂2的厚度为1.0mm，外包护套的厚度为0.2mm。外包护套材料含有聚乙烯60重量％、HM104-PE型双降解母料28重量％、过氧化苯甲酰12重量％。

实施例3

胶粘剂和嵌固型直粘结预应力筋的制备工艺与实施例1相同。其中，胶粘剂2的厚度为2.2mm，外包护套的厚度为3.5mm。外包护套材料含有聚乙烯50重量％、HM104-PE型双降解母料42重量％、过氧化苯甲酰8重量％。

实施例4

胶粘剂和嵌固型直粘结预应力筋的制备工艺与实施例1相同。其中，胶粘剂的厚度为1.2mm，外包护套的厚度为1.8mm。外包护套材料含有聚乙烯40重量％、HM104-PE型双降解母料45重量％、过氧化苯甲酰15重量％。

实施例5

胶粘剂2和嵌固型直粘结预应力筋的制备工艺与实施例1相同。其中，胶粘剂2的厚度为1.5mm，外包护套的厚度为2.0mm。外包护套材料含有聚乙烯80重量％、HM104-PE型双降解母料15重量％、过氧化苯甲酰5重量％。

Claims

1.一种嵌固型直粘结预应力筋，其特征为包括：

预应力钢绞线；

置于所述预应力钢绞线和外包护套之间的胶粘剂。

2.根据权利要求1所述的嵌固型直粘结预应力筋，其特征为所述胶粘剂为环氧树脂胶粘剂。

3.根据权利要求1所述的嵌固型直粘结预应力筋，其特征为所述合成树脂材料包括降解引发剂。

4.根据权利要求1所述的嵌固型直粘结预应力筋，其特征为所述降解母料含有生物活性淀粉和/或复合降解调节剂。

5.根据权利要求1所述的嵌固型直粘结预应力筋，其特征为所述合成树脂材料选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚酯。

6.根据权利要求3所述的嵌固型直粘结预应力筋，其特征为所述降解引发剂选自过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物或过氧化月桂酰。

7.根据权利要求1所述的嵌固型直粘结预应力筋，其特征为所述外包护套含有聚乙烯40重量％～80重量％，含复合降解调节剂和生物活性淀粉的双降解母料15重量％～45重量％和过氧化苯甲酰5重量％～15重量％。

8.根据权利要求1所述的嵌固型直粘结预应力筋，其特征为所述胶粘剂的厚度为0.5～2.2mm。

9.根据权利要求1所述的嵌固型直粘结预应力筋，其特征为所述外包护套厚度为0.2～3.5mm。

10.根据权利要求5所述的嵌固型直粘结预应力筋，其特征为所述低密度聚乙烯为线性低密度聚乙烯。