CN109025043A - 一种预埋有碳纤维网层的预制板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种预埋有碳纤维网层的预制板，包括位于预制板内部的碳纤维网层，碳纤维网层包括纵向与横向交叉排列的碳纤维条，纵向与横向排列的碳纤维条的两端分别贯穿预制板的侧边并延伸至预制板外部，在纵向与横向排列的碳纤维条间设置有垂直于预制板侧边的减重通孔层，碳纤维网层被预埋在轻质混凝土内。本发明公开的预制板不仅有效降低了预制板的重量，而且具有较高的抗震性能和抗蠕变性能，且管状结构的碳纤维可以多次重复使用；本发明公开的预制板的制造方法，操作工序简单，易于工业化生产。

Description

一种预埋有碳纤维网层的预制板及其制造方法
技术领域
本发明属于建筑预制件结构技术领域，具体设计一种预埋有碳纤维网层的预制板及其制造方法。
背景技术
预制件就是在指现场施工之前，已经制作好的混凝土建筑构件。长期以来，用于建筑的水泥预制板都是由钢筋做加强筋，然后浇筑水泥砂浆，采用这种方法生产的水泥预制件自重较重，而且其抗震性和承载能力都不够理想。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种预埋有碳纤维网层的预制板，不仅有效降低了预制板的重量，而且具有较高的抗震性能和抗蠕变性能，且管状结构的碳纤维可以重复使用。
为实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种预埋有碳纤维网层的预制板，包括位于预制板内部的碳纤维网层，碳纤维网层包括纵向与横向交叉排列的碳纤维条，纵向与横向排列的碳纤维条的两端分别贯穿预制板的侧边并延伸至预制板外部，在纵向与横向排列的碳纤维条间设置有垂直于预制板侧边的减重通孔层，碳纤维网层被预埋在轻质混凝土内。
优选地，所述碳纤维条为管状结构的碳纤维、或带状结构的碳纤维、或丝状结构的碳纤维中的一种。
优选地，在所述管状结构的碳纤维的两端分别设置有垂直于管体轴线的圆形通孔，还包括销轴，所述销轴为实心圆柱体，销轴的外径比圆形通孔内径小0.1～0.5cm。
优选地，所述圆形通孔与预制板的侧边平行。
优选地，所述管状结构的碳纤维为圆管或方管，管状结构的碳纤维和销轴均采用卷管成型工艺制成。
优选地，在所述纵向与横向排列的碳纤维条交叉位置设置有连接件。
优选地，所述连接件为碳纤维丝、碳纤维带、铁丝、螺钉、U型卡中的一种。
优选地，所述管状结构的碳纤维和销轴材质为碳纤维增强复合材料。
S1:管状结构的碳纤维层的铺设：准备两个销轴和若干长度大于预制板长度的圆柱体，在预制板成型模具内铺设纵向排列的管状结构的碳纤维层和横向排列的管状结构的碳纤维层，用两个销轴分别将纵向排列的管状结构的碳纤维和横向排列的管状结构的碳纤维一端的圆形通孔进行串接，在纵向排列的管状结构的碳纤维和横向排列的管状结构的碳纤维交叉位置采用连接件固定，将圆柱体纵向或横向铺放在纵向排列的管状结构的碳纤维层和横向排列的管状结构的碳纤维层之间；
S2：浇筑混凝土砂浆：在管状结构的碳纤维层和圆柱体围成的空腔内浇筑轻质混凝土砂浆；
S3：后处理：待轻质混凝土砂浆凝固后，将销轴取出，脱模，预制板养护，得预制板成品。
本发明的优点和有益效果在于：
1、有效降低了预制板的自身重量，提高了预制板的承载能力、抗震性能、抗蠕变性能、抗腐蚀性能、耐疲劳性能，其中预埋有管状结构的碳纤维时提高了预制板的轴向抗拉能力，且坚固耐用；
2、预制板之间通过预制板外延伸出的碳纤维条连接，其中预埋有管状结构的碳纤维时通过销轴和管状结构的碳纤维端头上预留的圆形通孔连接，简化了预制板的连接工序；
3、管状结构的碳纤维层铺设时，用两个销轴分别将纵向排列的管状结构的碳纤维和横向排列的管状结构的碳纤维一端的圆形通孔进行串接，有效避免了水泥浇筑过程中管状结构的碳纤维受力转动导致的通孔位置错位；
4、管状结构的碳纤维具有耐久性好、抗腐蚀、耐老化、疲劳强度高等优点以及较高的轴向抗拉强度，可以多次重复使用。
附图说明
图1是预制板主视图；
图2是预埋有管状结构的碳纤维层的预制板俯视图；
图3是预埋有管状结构的碳纤维层的预制板浇筑前主视图；
图4是预制板左视图。
附图标记说明：
1、预制板；2、纵向排列的管状结构的碳纤维；3、横向排列的管状结构的碳纤维；4、混凝土；5、圆形通孔；6、销轴；7、连接件；8、减重通孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1和图4所示，包括位于预制板1内部的碳纤维网层，碳纤维网层包括纵向与横向交叉排列的碳纤维条，纵向与横向排列的碳纤维条的两端分别贯穿预制板1的侧边并延伸至预制板1外部，在纵向与横向排列的碳纤维条间设置有垂直于预制侧边的减重通孔8层，碳纤维网层被预埋在轻质混凝土4内。
如图2所示，在所述管状结构的碳纤维的两端分别设置有垂直于管体轴线的圆形通孔5，还包括销轴6，所述销轴6为实心圆柱体，销轴6的外径比圆形通孔5内径小0.1～0.5cm，所述圆形通孔5与预制板1的侧边平行。
如图3所示，在所述纵向与横向排列的碳纤维条交叉位置设置有连接件7。
本实施例中优选的方式为，所述碳纤维条为管状结构的碳纤维、或带状结构的碳纤维、或丝状结构的碳纤维中的一种。
本实施例中优选的方式为，所述管状结构的碳纤维为圆管或方管，管状结构的碳纤维和销轴均采用卷管成型工艺制成。
本实施例中优选的方式为，所述连接件为碳纤维丝、碳纤维带、铁丝、螺钉、U型卡中的一种。
本实施例中优选的方式为，所述管状结构的碳纤维和销轴材质为碳纤维增强复合材料。
一种预埋有管状结构的碳纤维层的预制板的制造方法，包括如下步骤：
S1:管状结构的碳纤维层的铺设：准备两个销轴6和若干长度大于预制板1长度的圆柱体，在预制板1成型模具内铺设纵向排列的管状结构的碳纤维2层和横向排列的管状结构的碳纤维3层，用两个销轴6分别将纵向排列的管状结构的碳纤维2和横向排列的管状结构的碳纤维3一端的圆形通孔5进行串接，在纵向排列的管状结构的碳纤维2和横向排列的管状结构的碳纤维3交叉位置采用连接件7固定，将圆柱体纵向或横向铺放在纵向排列的管状结构的碳纤维2层和横向排列的管状结构的碳纤维3层之间；
S2:浇筑混凝土砂浆：在管状结构的碳纤维层和圆柱体的空腔内浇筑轻质混凝土砂浆；
S3：后处理：待轻质混凝土砂浆凝固后，将销轴6和圆柱体取出，脱模，预制板养护，得预制板成品。
本实施例中优选的方式为，管状结构的碳纤维层铺设时，用两个销轴6分别将纵向排列的管状结构的碳纤维2和横向排列的管状结构的碳纤维3一端的圆形通孔5进行串接，有效避免了水泥浇筑过程中管状结构的碳纤维受力转动导致的圆形通孔5位置错位。
本实施例中优选的方式为，步骤S1中铺放管状结构的碳纤维时，纵向与横向管状结构的碳纤维交叉位置采用碳纤维丝、碳纤维带、铁丝、螺钉、U型卡中的一种固定连接；步骤S1铺放丝状结构的碳纤维时，纵向与横向丝状结构的碳纤维交叉位置采用打结方式固定连接；步骤S1中铺放带状结构的碳纤维时，纵向与横向带状结构碳纤维交叉位置采用螺钉固定连接。
预制板之间的连接原理：
1、预埋有丝状结构的碳纤维预制板：预制板之间通过延伸至预制板外部的丝状结构的碳纤维捆扎连接，并浇筑水泥成型。
2、预埋有带状结构的碳纤维预制板：预制板之间通过延伸至预制板外部的带状结构的碳纤维螺钉连接，并浇筑水泥成型。
3、预埋有管状结构的碳纤维预制板：用销轴6将第一块预制板横向排列的碳纤维一端的圆形通孔5与第二块预制板横向排列的碳纤维一端的圆形通孔5串接起来，并浇筑水泥成型。简化了传统预制板之间的连接工序。
本实施例中优选的方式为，由所述碳纤维网层代替传统预制板中的钢筋作为加强筋，碳纤维网层的重量约为传统钢筋重量的1/4，强度是钢材的8～10倍，同时在纵向与横向排列的碳纤维条间设置有垂直于预制板1侧边的减重通孔8，该预制板有效降低了自身重量，提高了预制板的承载能力、抗震性能、抗蠕变性能、抗腐蚀性能、耐疲劳性能，且坚固耐用；另外管状结构的碳纤维具有良好的抗震性能、抗蠕变性能、抗腐蚀性能、耐疲劳性能和轴向抗拉能力，可多次重复使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种预埋有碳纤维网层的预制板，其特征在于，包括位于预制板内部的碳纤维网层，碳纤维网层包括纵向与横向交叉排列的碳纤维条，纵向与横向排列的碳纤维条的两端分别贯穿预制板的侧边并延伸至预制板外部，在纵向与横向排列的碳纤维条间设置有垂直于预制板侧边的减重通孔层，碳纤维网层被预埋在轻质混凝土内。
2.如权利要求1所述的一种预埋有碳纤维网层的预制板，其特征在于：所述碳纤维条为管状结构的碳纤维、或带状结构的碳纤维、或丝状结构的碳纤维中的一种。
3.如权利要求2所述的一种预埋有碳纤维网层的预制板，其特征在于：在所述管状结构的碳纤维的两端分别设置有垂直于管体轴线的圆形通孔，还包括销轴，所述销轴为实心圆柱体，销轴的外径比圆形通孔内径小0.1～0.5cm。
4.如权利要求3所述的一种预埋有碳纤维网层的预制板，其特征在于：所述圆形通孔与预制板的侧边平行。
5.如权利要求2～4任意一项所述的一种预埋有碳纤维网层的预制板，其特征在于：所述管状结构的碳纤维为圆管或方管，管状结构的碳纤维和销轴均采用卷管成型工艺制成。
6.如权利要求5所述的一种预埋有碳纤维网层的预制板，其特征在于：在所述纵向与横向排列的碳纤维条交叉位置设置有连接件。
7.如权利要求6所述的一种预埋有碳纤维网层的预制板，其特征在于：所述连接件为碳纤维丝、碳纤维带、铁丝、螺钉、U型卡中的一种。
8.如权利要求7所述的一种预埋有碳纤维网层的预制板，其特征在于：所述管状结构的碳纤维和销轴材质为碳纤维增强复合材料。
9.一种预埋有碳纤维网层的预制板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1:管状结构的碳纤维层的铺设：准备两个销轴和若干长度大于预制板长度的圆柱体，在预制板成型模具内铺设纵向排列的管状结构的碳纤维层和横向排列的管状结构的碳纤维层，用两个销轴分别将纵向排列的管状结构的碳纤维和横向排列的管状结构的碳纤维一端的圆形通孔进行串接，在纵向排列的管状结构的碳纤维和横向排列的管状结构的碳纤维交叉位置采用连接件固定，将圆柱体纵向或横向铺放在纵向排列的管状结构的碳纤维层和横向排列的管状结构的碳纤维层之间；
S2：浇筑混凝土砂浆：在管状结构的碳纤维层和圆柱体围成的空腔内浇筑轻质混凝土砂浆；
S3：后处理：待轻质混凝土砂浆凝固后，将销轴和圆柱体取出，脱模，预制板养护，得预制板成品。
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