CN109440292B - 高强钢丝复合材料编织加固带 - Google Patents

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Abstract

本加固带是广泛使用于建筑结构加固修补，复合材料制造，汽车，飞机等特种交通工具防护加固的超高强度加筋加固，抗剥离复合材料加固带。具有：1柔性高强金属股绳为主受力材料；2玄武岩纤维为辅助受力材料；3金属股绳与玄武岩纤维带无交叉编织；4可与无机砂浆和有机粘接剂组合使用；5.精拉合股工艺保证高弹性模量高抗拉强度；6热金属镀层技术保障耐腐蚀，抗老化；7复合编织工艺保障产品抗冲击，防弹等独特的技术特征。

Description

高强钢丝复合材料编织加固带
1.技术领域
该高强钢丝复合材料编织加固带HARDTAPE，是综合了金属增强材料——高强碳素钢丝，和无机非金属增强材料——玄武岩纤维，此两种材料的优点编织而成的一种高强复合加固材料。
此加固带从材料构成可以归属于柔性钢丝制品；从加工过程看可列入复合材料领域；从应用领域来说；可以归属于建筑结构加固用高级建筑材料。
2.背景技术
目前在国内外建筑结构和安全防护产品领域，使用最多的是玻璃纤维和碳纤维单向布，以及由这些加筋材料与树脂形成的加固板，比如碳板(碳纤维与环氧树脂结合后)；尤其在建筑结构加固领域，碳纤维单向布和碳板占据了大约90％以上的市场份额。
碳纤维在建筑加固领域基本上有以下两种形式：
(1)碳纤维以其强度高，质量轻，耐腐蚀等优点，被做成单向或双向布，碳纤维布与环氧树脂结合后使用在建筑加固领域；
(2)碳纤维与环氧树脂固化制成碳板，以锚固形式使用；
以上产品的共同点是：都要与树脂结合；而且都裸露在建筑表面与空气接触，无法与建筑基体结合为一体；加固效果除了与碳纤维性能，施工工艺关联外，受树脂质量影响很大；
有人类文明以来，截止目前，使用最广泛，综合性能最好的材料还是金属材料，因此，为了综合金属材料尤其是钢铁的优良性能，我发明了这种柔性的高强钢丝复合材料编织加固带HARDTAPE.，以拓展柔性钢丝在建筑结构加固和补强领域的应用。
3.发明内容
本发明-----高强钢丝复合材料编织加固带HARDTAPE(以下称加固带HARDTAPE)，是以经过特殊拉拔工艺加工而成的，直径在1毫米左右的超高强度镀层钢丝股绳带为主要材料，以高强玄武岩纤维带LENOTAPE为辅助材料，两种材料经过专业设备和工艺复合而成，综合了钢铁性能和无机纤维性能的复合型建筑结构加固补强材料。
4.具体实施方式
(1)主要材料：
A.HD3238ST高强度钢丝股绳(STEEL CORD).
其单股破断拉力不小于1600牛，抗拉强度不小于2900MPa，镀层含量可以满足被加固结构寿命70年的一般要求；
B.S级高强玄武岩纤维增强带LENOTAPE.
C.可以与增强树脂和混凝土结合的具有桥架作用的环境友好型处理剂GREENADHESIVE；
(2)生产过程和工艺；
A.HD3238ST超高强度钢丝股绳
采用进口优质专用高碳钢盘条，经过剥壳，除锈，拉拔，镀层，合股，检验等工序生产出符合技术要求的超高强度钢丝股绳，具体可以参照国标GB11181-2003或美国ASTMD2969-04标准；
序号 型号 直径 抗拉强度 镀层含量 伸长率
1 G3238ST 1.15mm ≥2900MPa ≥38g/kg 2.1％
2 G3237ST 1.12mm ≥2900MPa ≥36g/kg 2.1％
B.生产工艺
根据设计产品技术指标，利用符合要求的S级高强玄武岩纤维增强带LENOTAPE，环境友好型处理剂GREEN ADHESIVE，在专用生产线上，生产出符合设计指标的超高强度钢丝编织加固带HARDTAPE。
该生产线主要工艺过程有：带有恒张力控制器的集纱架，张力调节器，专用密度厚度调节单元，平整度控制器，故障自动报警装置，复合编织机，反应器，固化单元，整理单元，检验扫描单元，收卷装置。
(3)产品主要型号和参数
A.根据设计目标和应用市场，把现有加固带HARDTAPE产品主要参数简列如下：
序号 规格 宽度 伸长率 抗拉强度 弹性模量 卷长(m)
1 HD-5-12 30cm 2.1％ ≥2900MPa ≥2.06GPa 50
2 HD-11-12 30cm 2.1％ ≥2900MPa ≥2.06GPa 40
3 HD-20-12 30cm 2.1％ ≥2900MPa ≥2.06GPa 30
B.产品性能特点：
----可以与钢筋混凝土或钢结构基体融合为一体，不会出现两层皮的剥离现象；
----可以像预应力钢筋一样施加预应力，补偿修正加固结构已经损失的强度；
-----半刚性半柔性结构材料，施工方便，适应性强；
------强度可以与加固基体结构材料如钢筋混凝土，钢结构，砌体结构等保持一致；
(4)HARDTAPE产品应用
该加固带产品HARDTAPE主要使用在以下几个领域：
-----桥梁，隧道，建筑结构的梁，柱，板等构件的加固，补强；
-----古建筑结构的修补加固；
-----混凝土桥墩，钢结构和木结构的加固修补；
-----不适合碳纤维和碳板进行加固的领域
------水下桥墩，柱等结构的加固和修补；
------特殊复合材料的制作和生产；
-------汽车，飞机，装甲车，特殊用途门窗等对防弹，防爆要求高的产品的加固和制造；
5.附图说明
(1)附图1是加固带截片实物图；
(2)附图2是加固带卷装实物图；
参考文献资料：
1.ASTM D2969-04；
2.ASTMD2229-2010
3.GB/T 1181-2003。

Claims (6)

1.一种高强钢丝股绳复合材料编织加固带，其以超高强镀层钢丝股绳为主要材料，采用超高强镀层钢丝股绳带与高强玄武岩纤维增强带编织而成，所述高强钢丝股绳复合材料编织加固带综合了金属材料和无机非金属材料的性能，所述高强钢丝股绳复合材料编织加固带是柔性的，可以施加预应力，其特征在于，所述加固带的生产工艺包括：
(1)制备超高强镀层钢丝股绳带，
(2)制备高强玄武岩纤维增强带，
(3)采用复合编织机和环境友好型处理剂，超高强镀层钢丝股绳带的钢丝股绳之间没有交叉，所述加固带的股绳同时均匀承担负载，各向同性，负载均匀分配；高强玄武岩纤维增强带与超高强镀层钢丝股绳带经过复合编织机和环境友好型处理剂，加工成柔性的，可以施加预应力的高强钢丝股绳复合材料编织加固带。
2.根据权利要求1所述的加固带，其特征是：
所述超高强镀层钢丝股绳使用高碳钢材盘条，经过剥壳，除锈，拉拔，镀层，合股，检验，生产出符合技术要求的超高强镀层钢丝股绳；股绳的结构，单丝直径，镀层含量和捻距使该加固带在建筑结构加固工程中，加固带与混凝土砂浆、混凝土基体、钢结构基体或其他粘接剂，都具有较好的适应能力，可以充分发挥该加固带的高强，耐腐蚀优点，加固带中钢丝股绳的编织结构和排列方式，使每根股线同时承担负载。
3.根据权利要求1所述的加固带，其特征是：
所述加固带使用的高强玄武岩纤维增强带，其编织工艺，组织结构，编织纱线号数，后处理工艺，力学强度，均为充分发挥加固带中超高强镀层钢丝股绳的性能而匹配设计。
4.根据权利要求1所述的加固带，其特征是：
所述加固带把超高强镀层钢丝股绳带与高强玄武岩纤维增强带复合在一起的工艺和设备，可以适应超高强镀层钢丝股绳带与高强玄武岩纤维增强带的不同性能。
5.根据权利要求1所述的加固带，其特征是：
所述加固带的编织密度，宽度，长度，包装方式，可以适应加固带在加固工程和复合材料制造不同的施工环境和施工要求，并可根据需要进行设计和调整，以适应不同的加固设计要求和应用。
6.根据权利要求1所述的加固带，其特征是：
所述加固带采用的组织结构和编织方式，可以使加固带适应水下土木工程和建筑结构加固，产品规格可以根据不同的建筑结构和力学性能要求进行设计。
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