CN104060537A - 玄武岩纤维复合拉索 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玄武岩纤维复合拉索，包括中心复合筋、周边复合筋、内护套、填充物和外护套，中心复合筋位于中心位置，周边复合筋缠绕在中心复合筋上，中心复合筋和周边复合筋包覆在内护套中，填充物填充在外护套和内护套之间，填充物为弹性填充物，中心复合筋是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。本发明强度高，耐酸、耐碱的腐蚀，抗疲劳性能强，可长期暴露在野外使用，使用寿命长，消除了在使用时折断的安全隐患。

Description

玄武岩纤维复合拉索
技术领域
本发明涉及一种土建交通领域用到的拉索，尤其涉及一种含有玄武岩纤维的复合拉索。
背景技术
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer,或Fiber Reinforced Plastic,简称FRP)是由增强纤维材料,如玻璃纤维,碳纤维,芳纶纤维等,与基体材料经过缠绕,模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。根据增强材料的不同,常见的纤维增强复合材料分为玻璃纤维增强复合材料(GFRP),碳纤维增强复合材料(CFRP)以及芳纶纤维增强复合材料(AFRP)。由于纤维增强复合材料具有如下特点:(1)比强度高,比模量大;(2)材料性能具有可设计性:(3)抗腐蚀性和耐久性能好;(4)热膨胀系数与混凝土的相近。这些特点使得FRP材料能满足现代结构向大跨、高耸、重载、轻质高强以及在恶劣条件下工作发展的需要,同时也能满足现代建筑施工工业化发展的要求,因此被越来越广泛地应用于各种民用建筑、桥梁、公路、海洋、水工结构以及地下结构等领域中。
对于传统的拉索结构，如斜拉桥，悬索桥，索拱结构等，拉索都采用钢绞丝或钢丝束，这种材料的拉索不耐酸碱电，抗疲劳性能不强，自身重量大，在野外风吹日晒后可能断裂，存在着安全隐患。
发明内容
为了克服传统拉索不存在安全隐患的缺陷，本发明提供了一种玄武岩纤维复合拉索，该拉索强度高，耐酸、耐碱的腐蚀，抗疲劳性能强，可长期暴露在野外使用，使用寿命长，消除了在使用时折断的安全隐患。
玄武岩纤维复合拉索，其特征在于：包括中心复合筋、周边复合筋、内护套、填充物和外护套，中心复合筋位于中心位置，周边复合筋缠绕在中心复合筋上，中心复合筋和周边复合筋包覆在内护套中，填充物填充在外护套和内护套之间，填充物为弹性填充物，中心复合筋是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。
所述中心复合筋中以重量百分比计：连续玄武岩纤维：35%~55%，玻璃纤维：10%~18%，树脂基体：27%~55%。
所述周边复合筋中以重量百分比计：碳纤维：25%~34%，芳纶纤维：30%~38%，基体树脂：28%~45%。
所述填充物为顺丁橡胶、氯丁橡胶或丁苯橡胶中的一种或几种的混合物。
所述内护套与外护套之间还设置有加强筋，加强筋是用连续玄武岩纤维制成的，内护套与外护套均使用聚乙烯制成的。
本发明具有以下优点：
1、本发明包括中心复合筋、周边复合筋、内护套、填充物和外护套，中心复合筋位于中心位置，周边复合筋缠绕在中心复合筋上，中心复合筋和周边复合筋包覆在内护套中，填充物填充在外护套和内护套之间，填充物为弹性填充物，中心复合筋是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。中心复合筋和周边复合筋增强拉索的抗疲劳强度，同时由于中心复合筋侧材料是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，其耐酸、耐碱、耐高温、耐低温，在野外的恶劣环境下也不会被腐蚀，使用寿命大大延长，消除了长期暴露在空气中折断的安全隐患。
2、本发明中心复合筋中以重量百分比计：连续玄武岩纤维：35%~55%，玻璃纤维：10%~18%，树脂基体：27%~55%。所述周边复合筋中以重量百分比计：碳纤维：25%~34%，芳纶纤维：30%~38%，基体树脂：28%~45%。通过这些参数的限制，制造出来的中心复合筋和周边复合筋易于绞合，绞合后，抗疲劳能力大大加强，耐酸耐碱能力相互加成，使用寿命可达数百年。
3、填充物为顺丁橡胶、氯丁橡胶或丁苯橡胶中的一种或几种的混合物。这些橡胶弹性好，易于形变和恢复形变，降低中心复合筋和周边复合筋收到的拉应力，大大延长中心复合筋和周边复合筋的使用寿命，大大提高了拉索的抗疲劳程度。
4、本发明内护套与外护套之间还设置有加强筋，加强筋是用连续玄武岩纤维制成的，内护套与外护套均使用聚乙烯制成的。聚乙烯护套寿命长，价格低廉，不易脆化。
附图说明
图1为实施例1截面结构示意图；
图2为实施例2截面结构示意图；
图中标记 1、中心复合筋，2、周边复合筋，3、内护套，4、外护套，5、填充物，6、加强筋。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实施例包括中心复合筋1、周边复合筋2、内护套3、填充物5和外护套4，中心复合筋1位于中心位置，周边复合筋2缠绕在中心复合筋1上，中心复合筋1和周边复合筋2包覆在内护套3中，填充物5填充在外护套4和内护套3之间，填充物5为弹性填充物，中心复合筋1是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋2是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。填充物5为顺丁橡胶，内护套3与外护套4均为聚乙烯护套。
实施例2
如图2所示，本实施例包括中心复合筋1、周边复合筋2、内护套3、填充物5和外护套4，中心复合筋1位于中心位置，周边复合筋2缠绕在中心复合筋1上，中心复合筋1和周边复合筋2包覆在内护套3中，填充物5填充在外护套4和内护套3之间，填充物5为弹性填充物，中心复合筋1是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋2是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。填充物5为顺丁橡胶，内护套3与外护套4均为聚乙烯护套。内护套3与外护套4之间还设置有加强筋6，加强筋6是用连续玄武岩纤维制成的。
实施例3
本实施例包括中心复合筋1、周边复合筋2、内护套3、填充物5和外护套4，中心复合筋1位于中心位置，周边复合筋2缠绕在中心复合筋1上，中心复合筋1和周边复合筋2包覆在内护套3中，填充物5填充在外护套4和内护套3之间，填充物5为弹性填充物，中心复合筋1是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋2是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。填充物5为顺丁橡胶，内护套3与外护套4均为聚乙烯护套。内护套3与外护套4之间还设置有加强筋6，加强筋6是用连续玄武岩纤维制成的。
中心复合筋中以重量百分比计：连续玄武岩纤维：35%，玻璃纤维：18%，树脂基体：47%。
所述周边复合筋中以重量百分比计：碳纤维：25%，芳纶纤维：30%，基体树脂：45%。
实施例4
本实施例包括中心复合筋1、周边复合筋2、内护套3、填充物5和外护套4，中心复合筋1位于中心位置，周边复合筋2缠绕在中心复合筋1上，中心复合筋1和周边复合筋2包覆在内护套3中，填充物5填充在外护套4和内护套3之间，填充物5为弹性填充物，中心复合筋1是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋2是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。填充物5为氯丁橡胶，内护套3与外护套4均为聚乙烯护套。内护套3与外护套4之间还设置有加强筋6，加强筋6是用连续玄武岩纤维制成的。
中心复合筋中以重量百分比计：连续玄武岩纤维：55%，玻璃纤维：10%，树脂基体：40%。
所述周边复合筋中以重量百分比计：碳纤维：25%，芳纶纤维：38%，基体树脂：37%。
实施例5
本实施例包括中心复合筋1、周边复合筋2、内护套3、填充物5和外护套4，中心复合筋1位于中心位置，周边复合筋2缠绕在中心复合筋1上，中心复合筋1和周边复合筋2包覆在内护套3中，填充物5填充在外护套4和内护套3之间，填充物5为弹性填充物，中心复合筋1是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋2是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。填充物5为氯丁橡胶，内护套3与外护套4均为聚乙烯护套。内护套3与外护套4之间还设置有加强筋6，加强筋6是用连续玄武岩纤维制成的。填充物5为丁苯橡胶。连续玄武岩纤维：40%，玻璃纤维：15%，树脂基体：55%。所述周边复合筋中以重量百分比计：碳纤维：30%，芳纶纤维：35%，基体树脂：35%。
实施例6
本实施例包括中心复合筋1、周边复合筋2、内护套3、填充物5和外护套4，中心复合筋1位于中心位置，周边复合筋2缠绕在中心复合筋1上，中心复合筋1和周边复合筋2包覆在内护套3中，填充物5填充在外护套4和内护套3之间，填充物5为弹性填充物，中心复合筋1是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋2是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。填充物5为顺丁橡胶和丁苯橡胶的混合物，内护套3与外护套4均为聚乙烯护套。
所述中心复合筋中以重量百分比计：连续玄武岩纤维：41%，玻璃纤维：14%，树脂基体：45%。
所述周边复合筋中以重量百分比计：碳纤维：26%，芳纶纤维：34%，基体树脂：40%。
实施例7
本实施例包括中心复合筋1、周边复合筋2、内护套3、填充物5和外护套4，中心复合筋1位于中心位置，周边复合筋2缠绕在中心复合筋1上，中心复合筋1和周边复合筋2包覆在内护套3中，填充物5填充在外护套4和内护套3之间，填充物5为弹性填充物，中心复合筋1是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋2是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。填充物5为顺丁橡胶、丁苯橡胶和氯丁橡胶的混合物，内护套3与外护套4均为聚乙烯护套。
所述中心复合筋中以重量百分比计：连续玄武岩纤维：35%，玻璃纤维：15%，树脂基体：50%。
所述周边复合筋中以重量百分比计：碳纤维：25%，芳纶纤维：35%，基体树脂：40%。
连续玄武岩纤维是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维,其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有些似金色。

Claims (5)

1.玄武岩纤维复合拉索，其特征在于：包括中心复合筋、周边复合筋、内护套、填充物和外护套，中心复合筋位于中心位置，周边复合筋缠绕在中心复合筋上，中心复合筋和周边复合筋包覆在内护套中，填充物填充在外护套和内护套之间，填充物为弹性填充物，中心复合筋是由连续玄武岩纤维和玻璃纤维通过树脂基体复合而成的，所述周边复合筋是由碳纤维和芳纶纤维通过树脂基体复合而成的。
2.根据权利要求1所述的玄武岩纤维复合拉索，其特征在于：所述中心复合筋中以重量百分比计：连续玄武岩纤维：35%~55%，玻璃纤维：10%~18%，树脂基体：27%~55%。
3.根据权利要求1或2所述的玄武岩纤维复合拉索，其特征在于：所述周边复合筋中以重量百分比计：碳纤维：25%~34%，芳纶纤维：30%~38%，基体树脂：28%~45%。
4.根据权利要求1所述的玄武岩纤维复合拉索，其特征在于：所述填充物为顺丁橡胶、氯丁橡胶或丁苯橡胶中的一种或几种的混合物。
5.根据权利要求1所述的玄武岩纤维复合拉索，其特征在于：所述内护套与外护套之间还设置有加强筋，加强筋是用连续玄武岩纤维制成的，内护套与外护套均使用聚乙烯制成的。
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