CN104175652A - 一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及混凝土结构的增强材料的技术领域，尤其是一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋。包括三层碳纤维束层，三层碳纤维束层之间为无碱玻璃纤维丝束层；所述碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋包括以体积百分比计的一下组分：碳纤维20-35%，玻璃纤维20-35%，环氧树脂40-45%，固化剂0.6-1.5%，促进剂1.1-1.8%，低收缩剂0.8-1.2%，脱模剂0.6-1.1%，阻燃剂0.8-1.6%，抗静电剂0.2-0.8%，其余为填料。本发明的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，其弹性模量接近145GPa，极限应变达到3.5%，是普通GFRP筋材的2倍左右，阻尼减震性好，抗疲劳性好，与混凝土粘结的耐久性好；广泛应用在混凝土海洋环境结构工程领域，可以作为钢筋的替代品，使用寿命延长，可设计性更强。
Description
技术领域
本发明涉及混凝土结构的增强材料的技术领域，尤其是一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋。
背景技术
在混凝土建筑工程中，钢筋混凝土结构被广泛应用。这种结构充分利用了混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能，已经在建筑工程领域被长期广泛应用。但是随着时间的推移，该结构的缺点也日渐明显。由于种种原因，钢筋混凝土常常产生裂缝，当裂缝推广扩及到钢筋时，导致钢筋腐蚀。尤其在北方严寒地区，大量使用融冰盐的环境中以及滨海地区，这种现象更加明显。钢筋腐蚀生锈影响了钢筋混凝土结构的耐久性，导致结构的提前破坏。
纤维增强聚合物材料具有轻质、抗腐蚀等特性，可以在混凝土中替代钢筋发挥作用，具有广阔的应用前景。近几年，采用FRP替代钢筋用于混凝土梁和钢构件的做法，已在世界范围内广为接受。
FRP棒材是一种自重轻、强度高、耐腐蚀、耐疲劳的新型材料，具有广阔的应用前景，但是FRP的抗剪强度很低，弹性模量和极限延伸率相对传统钢材低，且应力--应变关系为线弹性，仍有大量关于基本理论和设计方法方面的科研工作亟待进行。
中国专利CN200510036568中巩固了一种混杂碳纤维玻璃纤维增强树脂筋；其主要成分包括碳纤维5％-35％，玻璃纤维5％-35％，乙烯基树脂20％-30％，固化剂0.5％-2％，促进剂1％-25％，填料3％-5％，低收缩剂、脱模剂、阻燃剂三者总量控制在5％-8％。该发明改善了FRP材料的延展性和屈服性能，促进了FRP钢筋混凝土在工程上的应用。但是其片材的抗拉强度、弹性模量还有待提高，而且粘结界面的粘结性还存在技术不足。而且，尤其是在海洋腐蚀等恶劣环境下，承受力还有待提高，结构的耐久性、安全性以及耐冲击性等性能有待提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，提供一种抗拉强度强、屈服性能更优、耐冲击性强的碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，所述的碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋为五层复合结构，包括三层碳纤维束层，三层碳纤维束之间为无碱玻璃纤维丝束层；
所述碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋包括以体积百分比计的一下组分：碳纤维20-35％，玻璃纤维20-35％，环氧树脂40-45％，固化剂0.6-1.5％，促进剂1.1-1.8％，低收缩剂0.8-1.2％，脱模剂0.6-1.1％，阻燃剂0.8-1.6％，抗静电剂0.2-0.8％，其余为填料。
进一步的，所述固化剂选自：叔丁基过氧化氢、过氧化氧环己酮、二乙烯基三胺、氨乙基哌嗪中的至少两种。
进一步的，所述促进剂选自：2-苄基-4-甲基咪唑、二甲基对甲苯胺中的一种。
进一步的，所述低收缩剂选自：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
进一步的，所述脱模剂选自：微晶石蜡、陶土、白粘土、硅树脂甲基支链硅油中的一种。
进一步的，所述抗静电剂选自：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、乙氧基化脂肪族烷基胺中的至少一种。
进一步的，所述碳纤维束层的厚度为4-7mm，所述无碱玻璃纤维丝束的厚度为10-15mm。
进一步的，所述碳纤维束层的厚度为6mm，所述无碱玻璃纤维丝束的厚度为12mm。
制备一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋的方法，所述制备方法如下：以碳纤维束混合无碱玻璃纤维丝束，再浸渍在添加了固化剂的环氧树脂中，然后加热固化，模压一体成型。
促进剂主要用于降低反应的活化能，使反应在较低的温度下进行。
低收缩剂主要用于控制环氧树脂的固化收缩率。
阻燃剂主要用于抑制材料的燃烧，防止火灾时本材料产生助燃的效果。
采用本发明的技术方案的有益效果是：本发明的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，其弹性模量接近145GPa，极限应变达到3.5％，是普通GFRP筋材的2倍左右，稳定性好，本发明的平面格栅筋柔性高，弯曲强度高，阻尼减震性好，抗疲劳性好，与混凝土粘结的耐久性好。具有良好的延展性和屈服性能，抗环境腐蚀，广泛应用在混凝土海洋环境结构工程领域，可以作为钢筋的替代品。受力可靠，可设计性强，减少结构的维护费用，提高结构的耐久性，增强结构的安全性。护岸结构使用寿命延长，可设计性更强，能够获得各种受荷条件下复合材料护岸所需的结构性能(抗弯刚度、受弯、受剪和受压承载力等)。
附图说明
图1为本发明的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋的剖面视图；
图2为本发明的结构示意图。
图中，1为碳纤维束层，2为无碱玻璃纤维丝束层
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1和图2所示，一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，所述的碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋为五层复合结构，包括三层碳纤维束层1，三层碳纤维束层1之间为无碱玻璃纤维丝束层2；
一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，所述的碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋为五层复合结构，包括三层碳纤维束层，三层碳纤维束之间为无碱玻璃纤维丝束层；
所述碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋包括以体积百分比计的一下组分：碳纤维20-35％，玻璃纤维20-35％，环氧树脂40-45％，固化剂0.6-1.5％，促进剂1.1-1.8％，低收缩剂0.8-1.2％，脱模剂0.6-1.1％，阻燃剂0.8-1.6％，抗静电剂0.2-0.8％，其余为填料。
所述固化剂选自：叔丁基过氧化氢、过氧化氧环己酮、二乙烯基三胺、氨乙基哌嗪中的至少两种。
所述促进剂选自：2-苄基-4-甲基咪唑、二甲基对甲苯胺中的一种。
所述低收缩剂选自：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
所述脱模剂选自：微晶石蜡、陶土、白粘土、硅树脂甲基支链硅油中的一种。
所述抗静电剂选自：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、乙氧基化脂肪族烷基胺中的至少一种。
所述碳纤维束层的厚度为4-7mm，所述无碱玻璃纤维丝束的厚度为10-15mm。
制备一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋的方法，所述制备方法如下：以碳纤维束混合无碱玻璃纤维丝束，再浸渍在添加了固化剂的环氧树脂中，然后加热固化，模压一体成型。然后对成品进行破坏荷载、抗拉强度、弹性模量和延伸率进行检测。检测数据见表1。
实施例1-5的具体成分及比例见表1。
实施例3为本发明的优选实施例。
尽管上述实施例已对本发明的技术方案进行了详细地描述，但是本发明的技术方案并不限于以上实施例，在不脱离本发明的思想和宗旨的情况下，对本发明的技术方案所做的任何改动都将落入本发明的权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，其特征在于：所述的碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋为五层复合结构，包括三层碳纤维束层，三层碳纤维束层之间为无碱玻璃纤维丝束层；
所述碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋包括以体积百分比计的一下组分：碳纤维20-35%，玻璃纤维20-35%，环氧树脂40-45%，固化剂0.6-1.5%，促进剂1.1-1.8%，低收缩剂0.8-1.2%，脱模剂0.6-1.1%，阻燃剂0.8-1.6%，抗静电剂0.2-0.8%，其余为填料。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，其特征在于，所述固化剂选自：叔丁基过氧化氢、过氧化氧环己酮、二乙烯基三胺、氨乙基哌嗪中的至少两种。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，其特征在于，所述促进剂选自：2- 苄基-4- 甲基咪唑、二甲基对甲苯胺中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，其特征在于，所述低收缩剂选自：聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，其特征在于，所述脱模剂选自：微晶石蜡、陶土、白粘土、硅树脂甲基支链硅油中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，其特征在于，所述抗静电剂选自：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、乙氧基化脂肪族烷基胺中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，其特征在于，所述碳纤维束层的厚度为4-7mm，所述无碱玻璃纤维丝束层的厚度为10-15mm。
8.根据权利要求7所述的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋，其特征在于，所述碳纤维束层的厚度为6mm，所述无碱玻璃纤维丝束层的厚度为12mm。
9.制备如权利要求1所述的一种碳纤维玻璃纤维混合型平面格栅筋的方法，其特征在于，所述制备方法如下：以碳纤维束混合无碱玻璃纤维丝束，再浸渍在添加了固化剂的环氧树脂中，然后加热固化，模压一体成型。
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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: 20141203 |