CN109551780B - 一种frp封闭箍筋的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种FRP封闭箍筋的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：1)制备模具：根据FRP封闭箍筋的外形尺寸制备上模和下模；2)绕制纤维预成型束：将浸润树脂的多股纤维纱连续均匀的绕制在下模的4个辅助圆柱外侧，形成连续纤维预成型束；3)合模进行模压：通过压紧机构将上模由上至下与下模压合在一起，将连续纤维预成型束压入到由上模和下模组成的封闭模腔中；4)加热固化预成型束：通过加热管加热固化连续纤维预成型，形成FRP封闭箍筋；5)退模：通过退模装置将FRP封闭箍筋取出。该生产工艺解决了目前封闭箍筋在生产过程中存在的拐角部分纤维易出现打折、费料费时的问题。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料生产领域，尤其是一种FRP封闭箍筋的生产工艺。
背景技术
纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic，简称FRP)是由纤维材料与基体材料(树脂)按一定的比例混合后形成的高性能型材料。它具有质轻而硬、不导电、机械强度高、回收利用少、耐腐蚀的优点，应用领域十分广泛。FRP箍筋可代替钢筋用于新建混凝土结构中,具有耐腐蚀性能好等优点,可以满足恶劣环境条件下的使用。
封闭箍筋是FRP箍筋中较为常见的一种，其是将箍筋两端连起来形成一个封闭的矩形环状。封闭箍筋一般用于钢筋笼的制作，起固定主筋和承受剪切载荷作用。目前封闭箍筋的生产工艺为：将浸润树脂的多股纤维纱经过外层缠绕线绑扎后形成未固化的筋材，然后将筋材缠绕到矩形结构模具上进入烘箱固化，固化成型后切割成多个的单独的矩形环状箍筋，最后用铁丝将矩形环状箍筋的两端绑扎固定。
现有封闭箍筋生产工艺存在以下问题：在筋材缠绕到矩形结构模具过程当中，拐角部分纤维易出现打折，所以箍筋成品的拐角处强度较直筋段有明显下降，只能达到直筋段50％左右，另外在每个单独的矩形环状箍筋两端需要额外留出一端进行绑扎固定，费料费时。
发明内容
发明目的：本发明目的提供一种FRP封闭箍筋的生产工艺，该生产工艺可以解决目前封闭箍筋在生产过程中存在的拐角部分纤维易出现打折、费料费时的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种FRP封闭箍筋的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：
1)制备模具：根据FRP封闭箍筋的外形尺寸制备上模和下模；所述上模具有一个矩形板体，矩形板体的底面设置一个上模矩形凹槽，在上模矩形凹槽的四角设有上模圆弧倒角，在每个上模圆弧倒角的内侧均设有一个贯穿矩形板体的通孔，通孔半径与上模圆弧倒角半径相同；所述下模具有一个矩形台面，矩形台面的顶面设置一个与上矩形凹槽相对应的下模矩形凹槽，在下模矩形凹槽的四角设有下模圆弧倒角，下模圆弧倒角的半径与上模圆弧倒角的半径相同，在每个下模圆弧倒角的内侧均设有一个与通孔相对应的辅助圆柱，所述矩形板体和矩形台面均内置有加热管；
2)绕制纤维预成型束：将浸润树脂的多股纤维纱连续均匀的绕制在4个辅助圆柱外侧，形成一束连续纤维预成型束；
3)合模进行模压：将上模的4个通孔与下模的4个辅助圆柱对齐，通过压紧机构将上模由上至下与下模压合在一起，在上模向下压合过程中将连续纤维预成型束压入到由上模矩形凹槽和下模矩形凹槽组成的封闭模腔中；
4)加热固化预成型束：通过加热管使矩形板体和矩形台面整体升温，加热封闭模腔中的连续纤维预成型束，使连续纤维预成型束固化成FRP封闭箍筋；
5)退模：将上模从下模上卸下，通过退模装置将FRP封闭箍筋取出。
进一步的，在制备模具步骤中，所述上模矩形凹槽的横截面为半圆形，所述下模矩形凹槽的横截面形状尺寸与上模矩形凹槽的横截面形状尺寸相同。
进一步的，所述上模矩形凹槽和下模矩形凹槽的内壁设有斜条纹。
进一步的，所述上模和下模均采用钢材质制作。
进一步的，在加热固化预成型束步骤中，加热温度控制在150-200℃，加热时间控制在3-5分钟。
进一步的，在退模步骤中，所述退模装置采用退模顶针，所述退模顶针设置在下模矩形凹槽底部，通过退模顶针向上顶起FRP封闭箍筋。
本发明FRP封闭箍筋生产工艺具有以下优点：
(1)由于成型辅助圆柱的存在，单股纤维在模具成型辅助圆柱上连续铺放，不会发生纤维打折的问题，拐点强度保留率明显提高；
(2)通过多股纤维纱连续均匀的绕制在辅助圆柱外侧，形成一束连续纤维预成型束，再将连续纤维预成型束模板固化一次成型，不需要额外绑扎，不仅节省原料，而且可提高生产效率。
附图说明
图1为上模的结构示意图；
图2为下模及辅助圆柱的结构示意图；
图3为上模与下模的合模示意图；
图4为FRP封闭箍筋的断面示意图。
图中：1-上模，1-1-矩形板体，1-2-上模矩形凹槽，1-3-上模圆弧倒角，1-4-通孔，2-下模，2-1-矩形台面，2-2-下模矩形凹槽，2-3-下模圆弧倒角，2-4-辅助圆柱。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
本发明的一种FRP封闭箍筋的生产工艺，该生产工艺包括以下步骤：
1)制备模具：根据FRP封闭箍筋的外形尺寸制备上模1和下模2；上模1和下模2均采用钢材质制作，如图1所示，所述上模1具有一个矩形板体1-1，矩形板体1-1的底面设置一个上模矩形凹槽1-2，在上模矩形凹槽1-2的四角设有上模圆弧倒角1-3，在每个上模圆弧倒角1-3的内侧均设有一个贯穿矩形板体1-1的通孔1-4，通孔1-4半径与上模圆弧倒角1-3半径相同；如图2所示，所述下模2具有一个矩形台面2-1，矩形台面2-1的顶面设置一个与上矩形凹槽1-2相对应的下模矩形凹槽2-2，在下模矩形凹槽2-2的四角设有下模圆弧倒角2-3，下模圆弧倒角2-3的半径与上模圆弧倒角1-3的半径相同，在每个下模圆弧倒角2-3的内侧均设有一个与通孔1-4相对应的辅助圆柱2-4，所述矩形板体1-1和矩形台面2-1均内置有加热管；该步骤中，优选的，所述上模矩形凹槽1-2的横截面为半圆形，所述下模矩形凹槽2-2的横截面形状尺寸与上模矩形凹槽1-2的横截面形状尺寸相同；另外，圆形所述上模矩形凹槽1-2和下模矩形凹槽2-2的内壁设有斜条纹，并且在下模矩形凹槽2-2底部设置退模顶针；
2)绕制纤维预成型束：将浸润树脂的多股纤维纱连续均匀的绕制在4个辅助圆柱2-4外侧，形成一束连续纤维预成型束；
3)合模进行模压：将上模1的4个通孔1-4与下模2的4个辅助圆柱2-4对齐，通过压紧机构将上模1由上至下与下模2压合在一起，在上模1向下压合过程中将连续纤维预成型束压入到由上模矩形凹槽1-2和下模矩形凹槽2-2组成的封闭模腔中，如图3和4所示，上模1与下模2合模后，上模矩形凹槽1-2和下模矩形凹槽2-2组成了圆形的封闭模腔，在封闭模腔的约束作用下使得连续纤维预成型束的横截面近似圆形，并且在上模矩形凹槽1-2和下模矩形凹槽2-2内壁斜条纹的作用下，使得连续纤维预成型束表面形成金属钢筋的纹路；
4)加热固化预成型束：通过加热管使矩形板体1-1和矩形台面2-1整体升温，加热封闭模腔中的连续纤维预成型束，加热温度控制在150-200℃，加热时间控制在3-5分钟，使连续纤维预成型束固化成FRP封闭箍筋；
5)退模：将上模1从下模2上卸下，通过退模顶针将FRP封闭箍筋向上顶起并取出。
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 (6)
1.一种FRP封闭箍筋的生产工艺，特征在于，该生产工艺包括以下步骤：
1)制备模具：根据FRP封闭箍筋的外形尺寸制备上模(1)和下模(2)；所述上模(1)具有一个矩形板体(1-1)，矩形板体(1-1)的底面设置一个上模矩形凹槽(1-2)，在上模矩形凹槽(1-2)的四角设有上模圆弧倒角(1-3)，在每个上模圆弧倒角(1-3)的内侧均设有一个贯穿矩形板体(1-1)的通孔(1-4)，通孔(1-4)半径与上模圆弧倒角(1-3)半径相同；所述下模(2)具有一个矩形台面(2-1)，矩形台面(2-1)的顶面设置一个与上矩形凹槽(1-2)相对应的下模矩形凹槽(2-2)，在下模矩形凹槽(2-2)的四角设有下模圆弧倒角(2-3)，下模圆弧倒角(2-3)的半径与上模圆弧倒角(1-3)的半径相同，在每个下模圆弧倒角(2-3)的内侧均设有一个与通孔(1-4)相对应的辅助圆柱(2-4)，所述矩形板体(1-1)和矩形台面(2-1)均内置有加热管；
2)绕制纤维预成型束：将浸润树脂的多股纤维纱连续均匀的绕制在4个辅助圆柱(2-4)外侧，形成一束连续纤维预成型束；
3)合模进行模压：将上模(1)的4个通孔(1-4)与下模(2)的4个辅助圆柱(2-4)对齐，通过压紧机构将上模(1)由上至下与下模(2)压合在一起，在上模(1)向下压合过程中将连续纤维预成型束压入到由上模矩形凹槽(1-2)和下模矩形凹槽(2-2)组成的封闭模腔中；
4)加热固化预成型束：通过加热管使矩形板体(1-1)和矩形台面(2-1)整体升温，加热封闭模腔中的连续纤维预成型束，使连续纤维预成型束固化成FRP封闭箍筋；
5)退模：将上模(1)从下模(2)上卸下，通过退模装置将FRP封闭箍筋取出。
2.根据权利要求1所述的一种FRP封闭箍筋的生产工艺，特征在于：在制备模具步骤中，所述上模矩形凹槽(1-2)的横截面为半圆形，所述下模矩形凹槽(2-2)的横截面形状尺寸与上模矩形凹槽(1-2)的横截面形状尺寸相同。
3.根据权利要求2所述的一种FRP封闭箍筋的生产工艺，特征在于：所述上模矩形凹槽(1-2)和下模矩形凹槽(2-2)的内壁设有斜条纹。
4.根据权利要求3所述的一种FRP封闭箍筋的生产工艺，特征在于：所述上模(1)和下模(2)均采用钢材质制作。
5.根据权利要求1所述的一种FRP封闭箍筋的生产工艺，特征在于：在加热固化预成型束步骤中，加热温度控制在150-200℃，加热时间控制在3-5分钟。
6.根据权利要求1所述的一种FRP封闭箍筋的生产工艺，特征在于：在退模步骤中，所述退模装置采用退模顶针，所述退模顶针设置在下模矩形凹槽(2-2)底部，通过退模顶针向上顶起FRP封闭箍筋。
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