CN103498535B - 碳纤维复合材料筋材扁平状截面锚固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳纤维复合材料筋材扁平状截面锚固方法，是将碳纤维复合材料筋材在靠近锚具末端处局部加热软化，当接近所述筋材固化温度时，用工具对加热部位进行碾压，碾压部位成为扁平状，一根筋材共进行四次碾压，正交垂直两方向交替各碾压两次，冷却后，碾压部位又重新固化；将筋材穿过端堵与封盖的定位孔后，把锚具竖直放置，将端堵移开，环氧树脂砂浆锚固填料从锚具小头倒入，倒满后将端堵归位，竖直放置一天后，待环氧树脂砂浆锚固填料固化，进行另一头的灌胶固化。本发明方法可以快速方便地使碳纤维复合材料筋材局部表面扁平化，提高筋材与环氧树脂砂浆锚固填料间的接触面积，产生机械咬合力，减小锚固粘结长度，同时又避免筋材从锚固填料中滑出。
Description
技术领域
本发明涉及一种碳纤维复合材料筋材的锚固方法。尤其是锚固碳纤维复合材料筋材的粘结式锚固方法。
背景技术
传统锚固体系采用高强度钢丝作为预应力筋，由于钢材抗疲劳和耐腐蚀性较差，容易发生锈蚀与疲劳，严重影响了锚固结构的耐久性与安全性。碳纤维复合材料具有轻质、高强、不锈蚀、耐腐蚀、耐疲劳、热膨胀系数低、减震性能好等优异性能，将碳纤维复合材料筋作为预应力筋，可以从根本上解决钢材抗疲劳和耐腐蚀性能较差的问题。但是碳纤维复合材料筋材为横观各向同性材料，其轴向强度较高，横向强度低，锚固较为困难，这已成为限制碳纤维复合材料筋材工程化应用的主要问题。目前在锚固碳纤维复合材料筋材过程中主要存在以下问题：
其一：碳纤维复合材料筋材表面光滑，不利于锚固，虽然存在一些表面带肋的碳纤维复合材料筋材，但是肋的凸起厚度较小，对提高锚固性能作用有限，并且制作表面带肋复合材料筋材的工艺较复杂。
其二：锚固时锚固粘结长度不够，极易造成碳纤维复合材料筋材与锚固填料间发生滑移。一些方法虽然实现了对碳纤维复合材料筋材的粘结锚固，但锚固粘结长度过长，不利于锚筒吨位的提高，工程实用性不强。
其三：一些锚固填料流动性较差，在锚固碳纤维复合材料筋材时，增加灌注锚固填料时的困难，容易导致灌注不密实，使锚固强度下降。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提出一种可以快速方便地使碳纤维复合材料筋材局部表面扁平化，提高筋材与环氧树脂砂浆锚固填料间的接触面积，产生机械咬合力，减小锚固粘结长度，同时又避免筋材从锚固填料中滑出的锚固方法。
本发明的目的是这样实现的：一种碳纤维复合材料筋材扁平状截面锚固方法，所述方法是将碳纤维复合材料筋材在靠近锚具末端处局部加热软化，当接近所述筋材固化温度时，用工具对加热部位进行碾压，碾压部位成为扁平状，一根筋材共进行四次碾压，正交垂直两方向交替碾压两次，冷却后，碾压部位又重新固化；将筋材穿过端堵与封盖的定位孔后，把锚具竖直放置，将端堵移开，环氧树脂砂浆锚固填料从锚具小头倒入，倒满后将端堵归位，用来起对中作用，竖直放置一天后，待环氧树脂砂浆锚固填料固化，进行另一头的灌胶固化；为了避免锚固填料灌注不密实与环氧树脂砂浆固化温度超过碳纤维复合材料正常工作温度，所用环氧树脂砂浆要求流动性好，常温固化，其组成成分为环氧树脂、固化剂、石英砂，三者质量比为环氧树脂:固化剂:石英砂=4:1:4。
被碾压部位筋材的轴向拉伸强度会下降，但其位置靠近锚具末端，拉伸加载时产生的拉应力很低，不会产生拉伸断裂，碾压扁平状截面可以有效地增加筋材与锚固填料间的接触面积，并产生机械咬合力，使筋材不易从锚固填料中滑出。
本发明专利的有益效果是：
1、本发明通过将碳纤维复合材料筋材在锚固末端进行加热碾压，使碾压部位成为扁平状，冷却后碾压部位重新固化成型，可以快速方便地获得局部异型截面筋材。
2、本发明获得的局部扁平截面筋材增加了锚固填料与筋材碾压部位的接触面积，产生机械咬合力，使筋材不易从锚固填料中滑出，从而获得较高的锚固效率，达到减小锚固装置长度的目的。
3、本发明配制所用的环氧树脂砂浆流动性好，常温固化，用于灌锚操作方便，其组成成分为环氧树脂、固化剂、石英砂，三者质量比为4:1:4，避免了锚固填料灌注不密实和环氧树脂砂浆固化温度超过碳纤维复合材料正常工作温度。
附图说明
图1为本发明粘结式锚固方案的纵剖面构造图。
图2为本发明碳纤维复合材料筋材碾压部位三维实体局部放大图。
图中附图标记：
碳纤维复合材料筋材1、筋材加热碾压部位2、锚具3、端堵4、封盖5、环氧树脂砂浆锚固填料6、螺母7。
具体实施方式
参见图1和图2，图1为本发明粘结式锚固方案的纵剖面构造图。图2为本发明碳纤维复合材料筋材碾压部位三维实体局部放大图。由图1和图2中可以看出，将碳纤维复合材料筋材在靠近锚具末端处局部加热软化，当接近筋材固化温度时，用工具对加热部位进行碾压，碾压部位成为扁平状，一根筋材共进行四次碾压，正交垂直两方向交替各碾压两次，冷却后，碾压部位又重新固化。
将筋材穿过端堵与封盖的定位孔后，把锚具竖直放置，端堵移开，将配制好的环氧树脂砂浆锚固填料从锚具小头倒入，倒满后将端堵归位，用来起对中作用，竖直放置一天后，待环氧树脂砂浆锚固填料固化，进行另一头的灌胶固化。
为了避免锚固填料灌注不密实与环氧树脂砂浆固化温度超过碳纤维复合材料工作温度，所用环氧树脂砂浆要求流动性好，常温固化，其组成成分为环氧树脂、固化剂、石英砂，三者质量比为环氧树脂:固化剂:石英砂=4:1:4。
被碾压部位筋材的轴向拉伸强度会下降，但其位置靠近锚具末端，拉伸加载时产生的拉应力很低，不会产生拉伸断裂，碾压扁平状截面可以有效地增加筋材与锚固填料间的接触面积，产生机械咬合力，使筋材不易从锚固填料中滑出，从而获得较高的锚固效率，减小锚固装置长度。
Claims (1)
1.一种碳纤维复合材料筋材扁平状截面锚固方法，其特征在于所述方法是将碳纤维复合材料筋材在靠近锚具末端处局部加热软化，当接近所述筋材固化温度时，用工具对加热部位进行碾压，碾压部位成为扁平状，一根筋材共进行四次碾压，正交垂直两方向交替各碾压两次，冷却后，碾压部位又重新固化；将筋材穿过端堵与封盖的定位孔后，把锚具竖直放置，将端堵移开，环氧树脂砂浆锚固填料从锚具小头倒入，倒满后将端堵归位，用来起对中作用，竖直放置一天后，待环氧树脂砂浆锚固填料固化，进行另一头的灌胶固化；所用环氧树脂砂浆锚固填料其组成成分为环氧树脂、固化剂、石英砂，三者质量比为环氧树脂:固化剂:石英砂=4:1:4，常温固化。
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