CN102561588A - 一种纤维增强材料加固木梁及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种纤维增强材料加固木梁及其制备方法,涉及一种纤维增强材料加固木梁及其制备方法。要解决传统加固方法不能广泛应用于木梁的维修加固的问题。纤维增强材料加固木梁,包括木梁、玻璃纤维布、第一浸润树脂层和第二浸润树脂层,所述玻璃纤维布一面通过第一浸润树脂层粘贴在木梁的正下方。方法:将针叶材原木锯解成锯材,即为木梁;去除木梁表面的杂质,用砂纸打磨平整,丙酮清洗表面,晾干得清洁后的木梁;将浸润树脂涂在木梁下表面,将玻璃纤维布粘贴在清洁后的木梁的正下方,在玻璃纤维布与木梁的非接触面均匀涂浸润树脂,室温放置,冷压,得加固木梁。本发明利用纤维增强材料对木梁进行局部增强,提高了木梁的抗弯弹性模量,起到加固作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种纤维增强材料加固木梁及其制备方法。
背景技术
木梁是我国传统建筑中最重要的结构形式,一方面具有质量较轻、顺纹强度较高和环境友好等优点;另一方面也具有横纹强度低、多木节裂缝、弹性模量小和易受干湿循环影响等缺点,需要进行定期维护和修复。常用的加固修复方法包括木构件直接替换和设置钢结构支撑等,但这些传统方法可能会破坏历史建筑的原有风貌,因施工时间过长影响正常使用,不能广泛应用于木梁的维修加固中。纤维增强复合材料具有轻质、高强、耐腐蚀、易裁剪、易施工和节省人工等优点,用纤维增强复合材料加固木梁不仅可提高承载力和刚度,还可提高木梁的耐久性能。
发明内容
本发明是要解决传统加固方法不能广泛应用于木梁的维修加固的问题,提供一种纤维增强材料加固木梁及其制备方法。
本发明纤维增强材料加固木梁包括木梁,还包括玻璃纤维布、第一浸润树脂层和第二浸润树脂层,所述玻璃纤维布一面通过第一浸润树脂层粘贴在木梁的正下方,玻璃纤维布的另一面涂有第二浸润树脂层。
玻璃纤维布通过浸润树脂层仅粘贴在木梁的正下方,可以节省成本,且起到加固的作用。玻璃纤维布与木梁的非接触面涂有浸润树脂层,可以提高加固效果。本发明纤维增强材料加固木梁的抗弯弹性模量增加值达到2~4.5MPa,比木梁的抗弯弹性模量提高了44.2%~65.5%。
上述纤维增强材料加固木梁的制备方法,按以下步骤进行:一、将针叶材原木锯解成锯材,然后干燥至锯材的质量含水率为8%~12%,即为木梁;二、用刷子去除粘贴在木梁表面的杂质,然后用砂纸打磨至木梁表面平整,再用丙酮清洗木梁表面,晾干后放置23~25h,得清洁后的木梁;三、将第一浸润树脂均匀涂在清洁后的木梁的下表面,第一浸润树脂的施胶量为100~200g/m2,然后将玻璃纤维布的一面粘贴在清洁后的木梁的正下方,所述玻璃纤维布的长度为木梁长度的50%~100%,然后在玻璃纤维布的另一面均匀涂一层第二浸润树脂,第二浸润树脂的施胶量为40~50g/m2,然后于室温放置7~10天,之后放于冷压机中冷压,压力为1~5MPa,冷压时间为3~24h,即得到纤维增强材料加固木梁。
本发明利用纤维增强材料对木梁进行局部增强,提高了木梁的抗弯弹性模量,实现劣材优用,缓解了木材资源缺乏,供求矛盾日益突出的局面,又降低了落叶松木梁性能的变异性。本发明生产工艺简单,操作方便,适于价格低廉的低质、劣质木材的增强,且适合大型工业生产,为人工速生、低质劣质木材在建筑结构中的应用和古木建筑的维修及保护提供了一种可能。此外,该制备方法还适用于古木建筑的维修和增强,可以为木结构建筑的保护提供了一种切实可行的途径。本发明纤维增强材料加固木梁的抗弯弹性模量增加值达到2~4.5MPa,比木梁的抗弯弹性模量提高了44.2%~65.5%。
附图说明
图1为本发明纤维增强材料加固木梁的结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式,还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一:结合图1说明本实施方式,本实施方式纤维增强材料加固木梁包括木梁1,还包括玻璃纤维布2、第一浸润树脂层3和第二浸润树脂层4,所述玻璃纤维布2一面通过第一浸润树脂层3粘贴在木梁1的正下方,玻璃纤维布2的另一面涂有第二浸润树脂层4。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:所述玻璃纤维布2的厚度为0.03~0.2cm。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一不同的是:所述玻璃纤维布2的长度为木梁1长度的50%~100%。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四:本实施方式与具体实施方式一不同的是:所述玻璃纤维布2的纵向纤维丝与木梁1的长度方向平行。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五:本实施方式纤维增强材料加固木梁的制备方法,按以下步骤进行:一、将针叶材原木锯解成锯材,然后干燥至锯材的质量含水率为8%~12%,即为木梁1;二、用刷子去除粘贴在木梁1表面的杂质,然后用砂纸打磨至木梁1表面平整,再用丙酮清洗木梁1表面,晾干后放置23~25h,得清洁后的木梁1;三、将第一浸润树脂3均匀涂在清洁后的木梁1的下表面,第一浸润树脂3的施胶量为100~200g/m2,然后将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方,所述玻璃纤维布2的长度为木梁1长度的50%~100%,然后在玻璃纤维布2的另一面均匀涂一层第二浸润树脂4,第二浸润树脂4的施胶量为40~50g/m2,然后于室温放置7~10天,之后放于冷压机中冷压,压力为1~5MPa,冷压时间为3~24h,即得到纤维增强材料加固木梁。
步骤二所述粘贴在木梁表面的杂质为尘土、油污等。
具体实施方式六:本实施方式与具体实施方式五不同的是:步骤三中所述玻璃纤维布2的厚度为0.03~0.2cm。其它与具体实施方式五相同。
具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式五或六不同的是:步骤三所述第一浸润树脂3和第二浸润树脂4均由由环氧树脂和固化剂按质量比4∶1组成,所述固化剂为聚酰胺。其它与具体实施方式五或六相同。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式五至七之一不同的是:步骤三中第一浸润树脂3的施胶量为150g/m2。其它与具体实施方式五至七之一相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式五至八之一不同的是:步骤三中第二浸润树脂4的施胶量为50g/m2。其它与具体实施方式五至八之一相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式五至九之一不同的是:步骤三中将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方的方法为:先将玻璃纤维布2平行绷紧,将玻璃纤维布2的一端粘贴到木梁1上,然后用滚筒沿玻璃纤维布2受力方向多次均匀滚压,至玻璃纤维布2与木梁1的下表面紧密贴合。其它与具体实施方式五至九之一相同。
具体实施方式十一:本实施方式纤维增强材料加固木梁的制备方法,按以下步骤进行:一、将落叶松原木锯解成锯材,然后干燥至锯材的质量含水率为10%,即为木梁1;二、用刷子去除粘贴在木梁1表面的杂质,然后用400目01#的砂纸打磨至木梁1表面平整,再用丙酮清洗木梁1表面,晾干后放置24h,得清洁后的木梁1;三、将第一浸润树脂3均匀涂在清洁后的木梁1的下表面,第一浸润树脂3的施胶量为100g/m2,然后将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方,所述玻璃纤维布2的长度为木梁1长度的100%,然后在玻璃纤维布2的另一面均匀涂一层第二浸润树脂4,第二浸润树脂4的施胶量为40g/m2,然后于室温放置8天,之后放于冷压机中冷压,压力为3MPa,冷压时间为10h,即得到纤维增强材料加固木梁。
步骤二所述粘贴在木梁表面的杂质为尘土、油污等。
步骤三中所述玻璃纤维布2的厚度为0.03cm。
步骤三所述第一浸润树脂3和第二浸润树脂4均由由环氧树脂和固化剂按质量比4∶1组成,所述固化剂为聚酰胺。
步骤三中将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方的方法为:先将玻璃纤维布2平行绷紧,将玻璃纤维布2的一端粘贴到木梁1上,然后用滚筒沿玻璃纤维布2受力方向多次均匀滚压,至玻璃纤维布2与木梁1的下表面紧密贴合。
本实施方式制得纤维增强材料加固木梁的抗弯弹性模量为10.09MPa,落叶松木梁素材的抗弯弹性模量为6.93MPa,抗弯弹性模量的增加值为3.16MPa,抗弯弹性模量增加45.56%。
具体实施方式十二:本实施方式纤维增强材料加固木梁的制备方法,按以下步骤进行:一、将落叶松原木锯解成锯材,然后干燥至锯材的质量含水率为9%,即为木梁1;二、用刷子去除粘贴在木梁1表面的杂质,然后用400目01#的砂纸打磨至木梁1表面平整,再用丙酮清洗木梁1表面,晾干后放置24h,得清洁后的木梁1;三、将第一浸润树脂3均匀涂在清洁后的木梁1的下表面,第一浸润树脂3的施胶量为125g/m2,然后将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方,所述玻璃纤维布2的长度为木梁1长度的66%,然后在玻璃纤维布2的另一面均匀涂一层第二浸润树脂4,第二浸润树脂4的施胶量为50g/m2,然后于室温放置9天,之后放于冷压机中冷压,压力为3MPa,冷压时间为15h,即得到纤维增强材料加固木梁。
步骤二所述粘贴在木梁表面的杂质为尘土、油污等。
步骤三中所述玻璃纤维布2的厚度为0.03cm。
步骤三所述第一浸润树脂3和第二浸润树脂4均由由环氧树脂和固化剂按质量比4∶1组成,所述固化剂为聚酰胺。
步骤三中将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方的方法为:先将玻璃纤维布2平行绷紧,将玻璃纤维布2的一端粘贴到木梁1上,然后用滚筒沿玻璃纤维布2受力方向多次均匀滚压,至玻璃纤维布2与木梁1的下表面紧密贴合。
本实施方式制得纤维增强材料加固木梁的抗弯弹性模量为8.79MPa,落叶松木梁素材的抗弯弹性模量为5.9MPa,抗弯弹性模量的增加值为2.89MPa,抗弯弹性模量增加48.98%。
具体实施方式十三:本实施方式纤维增强材料加固木梁的制备方法,按以下步骤进行:一、将落叶松原木锯解成锯材,然后干燥至锯材的质量含水率为10%,即为木梁1;二、用刷子去除粘贴在木梁1表面的杂质,然后用400目01#的砂纸打磨至木梁1表面平整,再用丙酮清洗木梁1表面,晾干后放置24h,得清洁后的木梁1;三、将第一浸润树脂3均匀涂在清洁后的木梁1的下表面,第一浸润树脂3的施胶量为125g/m2,然后将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方,所述玻璃纤维布2的长度为木梁1长度的50%,然后在玻璃纤维布2的另一面均匀涂一层第二浸润树脂4,第二浸润树脂4的施胶量为50g/m2,然后于室温放置9天,之后放于冷压机中冷压,压力为4MPa,冷压时间为9h,即得到纤维增强材料加固木梁。
步骤二所述粘贴在木梁表面的杂质为尘土、油污等。
步骤三中所述玻璃纤维布2的厚度为0.06cm。
步骤三所述第一浸润树脂3和第二浸润树脂4均由由环氧树脂和固化剂按质量比4∶1组成,所述固化剂为聚酰胺。
步骤三中将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方的方法为:先将玻璃纤维布2平行绷紧,将玻璃纤维布2的一端粘贴到木梁1上,然后用滚筒沿玻璃纤维布2受力方向多次均匀滚压,至玻璃纤维布2与木梁1的下表面紧密贴合。
本实施方式制得纤维增强材料加固木梁的抗弯弹性模量为10.39MPa,落叶松木梁素材的抗弯弹性模量为6.65MPa,抗弯弹性模量的增加值为3.74MPa,抗弯弹性模量增加56.29%。
具体实施方式十四:本实施方式纤维增强材料加固木梁的制备方法,按以下步骤进行:一、将落叶松原木锯解成锯材,然后干燥至锯材的质量含水率为8%,即为木梁1;二、用刷子去除粘贴在木梁1表面的杂质,然后用400目01#的砂纸打磨至木梁1表面平整,再用丙酮清洗木梁1表面,晾干后放置24h,得清洁后的木梁1;三、将第一浸润树脂3均匀涂在清洁后的木梁1的下表面,第一浸润树脂3的施胶量为150g/m2,然后将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方,所述玻璃纤维布2的长度为木梁1长度的60%,然后在玻璃纤维布2的另一面均匀涂一层第二浸润树脂4,第二浸润树脂4的施胶量为50g/m2,然后于室温放置9天,之后放于冷压机中冷压,压力为4MPa,冷压时间为9h,即得到纤维增强材料加固木梁。
步骤二所述粘贴在木梁表面的杂质为尘土、油污等。
步骤三中所述玻璃纤维布2的厚度为0.06cm。
步骤三所述第一浸润树脂3和第二浸润树脂4均由由环氧树脂和固化剂按质量比4∶1组成,所述固化剂为聚酰胺。
步骤三中将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方的方法为:先将玻璃纤维布2平行绷紧,将玻璃纤维布2的一端粘贴到木梁1上,然后用滚筒沿玻璃纤维布2受力方向多次均匀滚压,至玻璃纤维布2与木梁1的下表面紧密贴合。
本实施方式制得纤维增强材料加固木梁的抗弯弹性模量为12.3MPa,落叶松木梁素材的抗弯弹性模量为8.04MPa,抗弯弹性模量的增加值为4.25MPa,抗弯弹性模量增加52.83%。
具体实施方式十五:本实施方式纤维增强材料加固木梁的制备方法,按以下步骤进行:一、将落叶松原木锯解成锯材,然后干燥至锯材的质量含水率为8%,即为木梁1;二、用刷子去除粘贴在木梁1表面的杂质,然后用400目01#的砂纸打磨至木梁1表面平整,再用丙酮清洗木梁1表面,晾干后放置24h,得清洁后的木梁1;三、将第一浸润树脂3均匀涂在清洁后的木梁1的下表面,第一浸润树脂3的施胶量为200g/m2,然后将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方,所述玻璃纤维布2的长度为木梁1长度的66%,然后在玻璃纤维布2的另一面均匀涂一层第二浸润树脂4,第二浸润树脂4的施胶量为50g/m2,然后于室温放置9天,之后放于冷压机中冷压,压力为4MPa,冷压时间为20h,即得到纤维增强材料加固木梁。
步骤二所述粘贴在木梁表面的杂质为尘土、油污等。
步骤三中所述玻璃纤维布2的厚度为0.1cm。
步骤三所述第一浸润树脂3和第二浸润树脂4均由由环氧树脂和固化剂按质量比4∶1组成,所述固化剂为聚酰胺。
步骤三中将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方的方法为:先将玻璃纤维布2平行绷紧,将玻璃纤维布2的一端粘贴到木梁1上,然后用滚筒沿玻璃纤维布2受力方向多次均匀滚压,至玻璃纤维布2与木梁1的下表面紧密贴合。
本实施方式制得纤维增强材料加固木梁的抗弯弹性模量为11.16MPa,落叶松木梁素材的抗弯弹性模量为6.849MPa,抗弯弹性模量的增加值为4.32MPa,抗弯弹性模量增加63.16%。
具体实施方式十六:本实施方式纤维增强材料加固木梁的制备方法,按以下步骤进行:一、将落叶松原木锯解成锯材,然后干燥至锯材的质量含水率为10%,即为木梁1;二、用刷子去除粘贴在木梁1表面的杂质,然后用400目01#的砂纸打磨至木梁1表面平整,再用丙酮清洗木梁1表面,晾干后放置24h,得清洁后的木梁1;三、将第一浸润树脂3均匀涂在清洁后的木梁1的下表面,第一浸润树脂3的施胶量为175g/m2,然后将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方,所述玻璃纤维布2的长度为木梁1长度的50%,然后在玻璃纤维布2的另一面均匀涂一层第二浸润树脂4,第二浸润树脂4的施胶量为50g/m2,然后于室温放置9天,之后放于冷压机中冷压,压力为2MPa,冷压时间为8h,即得到纤维增强材料加固木梁。
步骤二所述粘贴在木梁表面的杂质为尘土、油污等。
步骤三中所述玻璃纤维布2的厚度为0.2cm。
步骤三所述第一浸润树脂3和第二浸润树脂4均由由环氧树脂和固化剂按质量比4∶1组成,所述固化剂为聚酰胺。
步骤三中将玻璃纤维布2的一面粘贴在清洁后的木梁1的正下方的方法为:先将玻璃纤维布2平行绷紧,将玻璃纤维布2的一端粘贴到木梁1上,然后用滚筒沿玻璃纤维布2受力方向多次均匀滚压,至玻璃纤维布2与木梁1的下表面紧密贴合。
本实施方式制得纤维增强材料加固木梁的抗弯弹性模量为7.57MPa,落叶松木梁素材的抗弯弹性模量为4.85MPa,抗弯弹性模量的增加值为2.72MPa,抗弯弹性模量增加55.95%。
Claims (10)
1.一种纤维增强材料加固木梁,包括木梁(1),其特征在于还包括玻璃纤维布(2)、第一浸润树脂层(3)和第二浸润树脂层(4),所述玻璃纤维布(2)一面通过第一浸润树脂层(3)粘贴在木梁(1)的正下方,玻璃纤维布(2)的另一面涂有第二浸润树脂层(4)。
2.根据权利要求1所述的一种纤维增强材料加固木梁,其特征在于所述玻璃纤维布(2)的厚度为0.03~0.2cm。
3.根据权利要求1所述的一种纤维增强材料加固木梁,其特征在于所述玻璃纤维布(2)的长度为木梁(1)长度的50%~100%。
4.根据权利要求1所述的一种纤维增强材料加固木梁,其特征在于所述玻璃纤维布(2)的纵向纤维丝与木梁(1)的长度方向平行。
5.纤维增强材料加固木梁的制备方法,其特征在于纤维增强材料加固木梁的制备方法,按以下步骤进行:一、将针叶材原木锯解成锯材,然后干燥至锯材的质量含水率为8%~12%,即为木梁(1);二、用刷子去除粘贴在木梁(1)表面的杂质,然后用砂纸打磨至木梁(1)表面平整,再用丙酮清洗木梁(1)表面,晾干后放置23~25h,得清洁后的木梁(1);三、将第一浸润树脂(3)均匀涂在清洁后的木梁(1)的下表面,第一浸润树脂(3)的施胶量为100~200g/m2,然后将玻璃纤维布(2)的一面粘贴在清洁后的木梁(1)的正下方,所述玻璃纤维布(2)的长度为木梁(1)长度的50%~100%,然后在玻璃纤维布(2)的另一面均匀涂一层第二浸润树脂(4),第二浸润树脂(4)的施胶量为40~50g/m2,然后于室温放置7~10天,之后放于冷压机中冷压,压力为1~5MPa,冷压时间为3~24h,即得到纤维增强材料加固木梁。
6.根据权利要求5所述的纤维增强材料加固木梁的制备方法,其特征在于步骤三中所述玻璃纤维布(2)的厚度为0.03~0.2cm。
7.根据权利要求5或6所述的纤维增强材料加固木梁的制备方法,其特征在于步骤三所述第一浸润树脂(3)和第二浸润树脂(4)均由由环氧树脂和固化剂按质量比4∶1组成,所述固化剂为聚酰胺。
8.根据权利要求7所述的纤维增强材料加固木梁的制备方法,其特征在于步骤三中第一浸润树脂(3)的施胶量为150g/m2。
9.根据权利要求8所述的纤维增强材料加固木梁的制备方法,其特征在于步骤三中第二浸润树脂(4)的施胶量为50g/m2。
10.根据权利要求9所述的纤维增强材料加固木梁的制备方法,其特征在于步骤三中将玻璃纤维布(2)的一面粘贴在清洁后的木梁(1)的正下方的方法为:先将玻璃纤维布(2)平行绷紧,将玻璃纤维布(2)的一端粘贴到木梁(1)上,然后用滚筒沿玻璃纤维布(2)受力方向多次均匀滚压,至玻璃纤维布(2)与木梁(1)的下表面紧密贴合。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120711 |