CN101941320A - 一种制备用于预应力桩的复合材料端板的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于预应力桩的复合材料端板的片状不饱和聚酯塑料复合材料的制备方法，该方法包括环氧树脂糊的配制、环氧片状模塑料的生产和熟化。该环氧片状模塑料，其中间芯材是由浸渍了环氧树脂糊的纤维组成，上下两面以聚乙烯薄膜覆盖。本发明还提供了一种利用上述片状不饱和聚酯塑料复合材料制备用于预应力桩的复合材料端板的方法。本发明所提供的复合材料端板不仅能满足工艺上预应力张拉的要求，而且生产工艺性好，可以根据桩的形状生产出不同形状的端板，而且具有良好的抗腐蚀性能，可满足各种侵蚀环境中而不用进行特殊的处理。

Description

一种制备用于预应力桩的复合材料端板的方法

技术领域

本发明涉及一种用于预应力管桩或者方桩等桩身两端的端板，尤其涉及一种用于上述类型的预应力桩的复合材料端板的复合材料以及利用该复合材料制备端板的方法。

背景技术

CN 101054800 A公开了一种预应力高强混凝土方桩及其制造方法和成型模具，该混凝土方桩包括钢筋笼，棍凝土；方桩的两端设有与钢筋笼连接的金属端板，两方形端板中央是圆孔，圆孔与四边间对称地设有张力孔和张力孔两侧的穿线孔，对称地设置的穿线孔和张力孔是两相对边上的孔对称，每个张力孔两侧等距离地各设置一个穿线孔。

类似的预应力桩，例如预应力管桩也都使用端板套在桩两头，为混凝土凝固时候提供预应力、增加桩头的抗打击能力同时可以方便接桩。目前最常用的是焊接连接，采用的是金属端板，由于钢模和端板均为金属材料，彼此间的接触不是很好，容易漏浆，影响成品质量和外观；在施工过程中，端板的平整度不满足要求或倾斜时，会使沉桩过程中断桩，在接桩时，采用焊接需要时间15分钟左右，焊后还必须自然冷却8分种，大大降低了沉桩速度。由于施工现场焊接质量不一，在沉桩时，焊缝处很容易脱焊和出现裂缝，严重影响了沉桩质量。金属材料在土中容易腐蚀，当焊缝被腐蚀后，整个桩基工程将无法承受上层的承载力，大大减少了建筑物的使用寿命。

也就是说，在现在的桩制造使用过程中，金属端板已经出现以下问题：1、钢模和端板均为金属材料，彼此间的接触为刚性接触，很难做到紧密密封，容易漏浆，影响成品质量和外观。2、在施工过程中，由于钢受温度的影响易变形，造成接合面咬合不严密，且采用焊接需要时间15分钟左右，焊后还必须自然冷却8分种，降低了沉桩速度，施工焊接质量不一，焊缝处很容易脱焊或出现裂缝，严重影响了沉桩质量。3、现有端板的耐腐蚀性不好，容易锈蚀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于预应力桩的复合材料端板的复合材料以及利用该复合材料制备端板的方法，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于预应力桩的复合材料端板的片状不饱和聚酯塑料复合材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

A、将30-60重量份的酚醛环氧树脂、5-20重量份的乙烯基酯树脂、5-20重量份的双酚F环氧树脂加入配料罐中，加热至70-110℃使树脂完全熔化，搅拌使树脂混合均匀；

B、待冷却后，加入3～4重量份的稀释剂，25～30重量份的增稠剂；脱模剂采用：1～2重量份的硬脂酸钙、0-2重量份的硬脂酸锌；填料采用：5-15重量份的空心玻璃微珠，40-65重量份的碳酸钙，15-20重量份的硅灰石粉；将上述混合物搅拌混合均匀得到环氧树脂糊；

C、在上述环氧树脂糊中，进一步采用45～85重量份的E-玻纤，30～35重量份的偶联剂处理的玄武岩纤维作增强剂；加入1-3重量份的2，4，6-三苯酚作为固化剂，同时加入2-5重量份的N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；

D、利用刮刀将上述制备的树脂糊均匀涂布在聚乙烯薄膜上，并覆盖一层聚乙烯薄膜，然后压实，使纤维为树脂所浸透，驱赶气泡；

E、温度控制在45-55℃，熟化时间3-7天。

优选地，所述步骤B中的稀释剂为丁基缩水甘油醚。

优选地，所述步骤B中的增稠剂为甲苯二异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、三羟甲基丙烷之一或其混合物。

本发明还提供了一种利用上述片状不饱和聚酯塑料复合材料制备用于预应力桩的复合材料端板的方法，该方法包括如下步骤：

压缩模塑前的准备工作：模具调整、预压；将模具安装于模压机上，装上预留孔螺栓，在80℃预热10分钟；

片状不饱和聚酯模塑复合材料预热：将片状不饱和聚酯模塑复合材料在60℃恒温室预热20分钟，降低模塑料粘度，缩小物料与模具之间的温差，保证塑料复合材料在模腔中的流动性；

装料：将覆盖在片状不饱和聚酯模塑复合材料上的聚乙烯薄膜揭除，根据模具大小和制品形状准确称量模塑料重量，按层叠加片状模塑料，均匀铺展在模具中；

模压成型：合模、升温、加压。模压温度150-165℃，模压压力20-50MPa，模压时间10-20分钟，模压时间根据端板最大部分厚度设定，60-80秒/毫米。脱模：打开模具，旋出预留孔螺栓，顶出模压件；

模具和成品整理：模具清理时可用铜刀或铜刷去除残留物，用压缩空气吹净模具，用铜刀刮去压制好的制件的飞边，用细砂纸抛光，即得到复合材料端板。

本发明所提供的复合材料端板不仅能满足工艺上预应力张拉的要求，而且生产工艺性好，可以根据桩的形状生产出不同形状的端板，而且具有良好的抗腐蚀性能，可满足各种侵蚀环境中而不用进行特殊的处理。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的用于预应力桩的复合材料端板的正面示意图；

图2显示的是图1所示用于预应力桩的复合材料端板的反面示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的用于预应力桩的复合材料端板的正面示意图；图2显示的是图1所示用于预应力桩的复合材料端板的反面示意图。

如图1-2所示，根据本发明的一种用于预应力桩的复合材料端板，该端板设置于预应力桩的两端，与预应力桩的钢筋笼(图中未示出)固定连接，端板具有与所述预应力桩外形一致的截面。也就是说，如果前述的预应力桩为方形截面的方桩，则该端板也具有与所述方桩大小一致的方形截面；如果前述的预应力桩为圆形截面的管桩，则该端板也具有与所述管桩外圆截面大小一致的圆形截面，不一而足，在此不再一一赘述。

如图1所示，该端板与钢筋笼相连的一侧表面A(正面)呈凸凹不平状、相反的一侧表面B(反面)为平的，如图2所示。在一个具体实施例中，端板与钢筋笼相连的一侧表面A(正面)呈凸凹不平的网状格子。

本发明的端板的两面，其一面为光滑面，一面为网状格子，该网状各自可以做成凸起或者凹陷的，不影响结构，并且可以更好的与混凝土衔接填充，达到增强效果。

在图示具体实施例中，端板为中央具有圆孔3的方形，围绕中央圆孔3与端板的四边对称地设置有成对的张力孔1和穿线孔2，每对张力孔1与穿线孔2相互连通。

当然，本领域技术人员应当理解，本发明的端板也可以是中央具有圆孔3的圆形的，因此，围绕中央圆孔3对称地设置有成对的张力孔1和穿线孔2，每对张力孔1与穿线孔2相互连通。

在一个具体实施例中，在端板凸凹不平的一侧表面A，穿线孔2和张力孔1边缘可以设计成具有凸缘4，这样是为了对张力孔1与穿线孔2进行补强，避免在施工锤击的时候张力孔1与穿线孔2破裂，影响使用寿命。为了使主筋(未示出)连接端板后不露出穿线孔2，避免在建筑施工中锤击时击中主筋露头而使主筋进裂，穿线孔2设计制作成沉头孔(参见图1)，也就是说，穿线孔2在端板表面为平的一侧B为沉头孔。

下面详细说明本发明所提供的上述用于预应力桩的复合材料端板的制备方法，在本实施例的制备方法这两个，采用了片状不饱和聚酯塑料复合材料压制用于预应力桩的复合材料端板，其工艺流程包括如下步骤：

A、将30-60重量份的酚醛环氧树脂、5-20重量份的乙烯基酯树脂、5-20重量份的双酚F环氧树脂加入配料罐中，加热至70-110℃使树脂完全熔化，搅拌使树脂混合均匀；

B、待冷却后，加入3～4重量份的稀释剂(丁基缩水甘油醚)，25～30重量份的增稠剂(甲苯二异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、三羟甲基丙烷之一或其混合物)；脱模剂采用：1～2重量份的硬脂酸钙、0-2重量份的硬脂酸锌；填料采用：5-15重量份的空心玻璃微珠，40-65重量份的碳酸钙，15-20重量份的硅灰石粉；将上述混合物搅拌混合均匀得到环氧树脂糊；

C、在上述环氧树脂糊中，进一步采用45～85重量份的E-玻纤，30～35重量份的偶联剂处理的玄武岩纤维作增强剂；加入1-3重量份的2，4，6-三苯酚作为固化剂，为了增强纤维与树脂的结合力，同时加入2-5重量份的N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；

D、利用刮刀将上述制备的树脂糊均匀涂布在聚乙烯薄膜上，并覆盖一层聚乙烯薄膜，然后压实，使纤维为树脂所浸透，驱赶气泡；

E、温度控制在45-55℃，熟化时间3-7天，当其粘度达到模压粘度范围并稳定后，即获得了用于制备预应力桩的复合材料端板桩的片状不饱和聚酯塑料复合材料。

然后，将上述片状不饱和聚酯塑料复合材料压制成型，其步骤如下：

压缩模塑前的准备工作：模具调整、预压。将模具安装于模压机上，装上预留孔螺栓，在80℃预热10分钟；

片状不饱和聚酯模塑复合材料预热：将片状不饱和聚酯模塑复合材料在60℃恒温室预热20分钟，降低模塑料粘度，缩小物料与模具之间的温差，保证塑料复合材料在模腔中的流动性；

装料：将覆盖在片状不饱和聚酯模塑复合材料上的聚乙烯薄膜揭除，根据模具大小和制品形状准确称量模塑料重量，按层叠加片状模塑料，均匀铺展在模具中；

模压成型：合模、升温、加压。模压温度150-165℃，模压压力20-50MPa，模压时间10-20分钟，模压时间根据端板最大部分厚度设定，60-80秒/毫米。脱模：打开模具，旋出预留孔螺栓，顶出模压件；

模具和成品整理：模具清理时可用铜刀或铜刷去除残留物，用压缩空气吹净模具，用铜刀刮去压制好的制件的飞边，用细砂纸抛光，即得到复合材料端板。

本发明所提供的复合材料端板不仅能满足工艺上预应力张拉的要求，而且生产工艺性好，可以根据桩的形状生产出不同形状的端板，而且具有良好的抗腐蚀性能，可满足各种侵蚀环境中而不用进行特殊的处理。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种用于预应力桩的复合材料端板的片状不饱和聚酯塑料复合材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

A、将30-60重量份的酚醛环氧树脂、5-20重量份的乙烯基酯树脂、5-20重量份的双酚F环氧树脂加入配料罐中，加热至70-110℃使树脂完全熔化，搅拌使树脂混合均匀；

B、待冷却后，加入3～4重量份的稀释剂，25～30重量份的增稠剂；脱模剂采用：1～2重量份的硬脂酸钙、0-2重量份的硬脂酸锌；填料采用：5-15重量份的空心玻璃微珠，40-65重量份的碳酸钙，15-20重量份的硅灰石粉；将上述混合物搅拌混合均匀得到环氧树脂糊；

C、在上述环氧树脂糊中，进一步采用45～85重量份的E-玻纤，30～35重量份的偶联剂处理的玄武岩纤维作增强剂；加入1-3重量份的2，4，6-三苯酚作为固化剂，同时加入2-5重量份的N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷；

D、利用刮刀将上述制备的树脂糊均匀涂布在聚乙烯薄膜上，并覆盖一层聚乙烯薄膜，然后压实，使纤维为树脂所浸透，驱赶气泡；

E、温度控制在45-55℃，熟化时间3-7天。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B中的稀释剂为丁基缩水甘油醚。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B中的增稠剂为甲苯二异氰酸酯、聚醚多元醇、聚酯多元醇、三羟甲基丙烷之一或其混合物。

4.一种利用如权利要求1-3之一所述的片状不饱和聚酯塑料复合材料制备用于预应力桩的复合材料端板的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

压缩模塑前的准备工作：模具调整、预压；将模具安装于模压机上，装上预留孔螺栓，在80℃预热10分钟；

片状不饱和聚酯模塑复合材料预热：将片状不饱和聚酯模塑复合材料在60℃恒温室预热20分钟，降低模塑料粘度，缩小物料与模具之间的温差，保证塑料复合材料在模腔中的流动性；

装料：将覆盖在片状不饱和聚酯模塑复合材料上的聚乙烯薄膜揭除，根据模具大小和制品形状准确称量模塑料重量，按层叠加片状模塑料，均匀铺展在模具中；

模压成型：合模、升温、加压。模压温度150-165℃，模压压力20-50MPa，模压时间10-20分钟，模压时间根据端板最大部分厚度设定，60-80秒/毫米。脱模：打开模具，旋出预留孔螺栓，顶出模压件；

模具和成品整理：模具清理时可用铜刀或铜刷去除残留物，用压缩空气吹净模具，用铜刀刮去压制好的制件的飞边，用细砂纸抛光，即得到复合材料端板。

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