CN114427202A - 一种碳纤维复合材料筋锚固方法 - Google Patents

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崔东霞
李登华
蔡丽娜
樊长昕
王超
张帅
陈梦
林浩
畅润田
薛春梅
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Abstract

本发明公开了一种碳纤维复合材料筋锚固方法，该锚固方法具体操作为：(1)在碳纤维复合材料筋锚固端涂抹胶粘剂后套上保护套管，使用压接仪器进行第一次压接；(2)在保护套管外侧涂抹胶粘剂后，套上压接套管，进行第二次压接；(3)在25℃下养护120h，即可达到锚固效果。该锚固方法操作简单，成本低廉，锚固效果好。经该锚固方法锚固后的碳纤维复合材料筋可以使用现有钢绞线锚固系统进行锚固，对于碳纤维复合材料筋的推广应用有积极作用。

Description

一种碳纤维复合材料筋锚固方法
技术领域
本发明属于建筑工程技术领域，尤其涉及一种碳纤维复合材料筋锚固方法。
背景技术
碳纤维复合材料筋，是以树脂为基体，连续碳纤维为增强体，外加一定量添加剂，经过拉挤成型工艺制备而成的棍棒状复合型材料。该材料具有高强、质轻、耐腐蚀、耐疲劳等诸多优良性质，基于此，碳纤维复合材料筋被视为钢索、钢筋的未来替代产品。尽管碳纤维复合材料筋同钢材料相比有很多优异的性能，使其尽显优势，但不得不考虑的是，其自身的一些缺陷也阻碍了它广泛的应用。其中最紧要的问题表现为，碳纤维复合材料筋是一种各向异性材料，顺纤维方向抗拉强度十分优秀，径向抗压强度却很弱；另外，该材料在强摩擦力下有粉化风险。这就注定碳纤维复合材料筋材不能像钢材料一样使用普通的锚固方法对其进行锚固。要想将碳纤维复合材料筋投入使用，首先需要解决的问题就是找到适合它的锚固方式。
发明内容
本发明的目的是提供一种碳纤维复合材料筋锚固方法，适用于碳纤维复合材料筋预应力加固及其抗拉性能检测等场景。碳纤维复合材料筋材经过本发明的锚固操作后，可以直接用于碳纤维复合材料筋材抗拉性能的测试；如果用于预应力加固或桥梁悬索锚固，直接使用对应尺寸的钢绞线用夹片式锚具进行锚固即可。
本发明所述的碳纤维复合材料筋锚固方法为：(1)在锚固前，首先测试碳纤维复合材料筋的直径R0；(2)根据工程需要，截取所需长度的碳纤维复合材料筋，并准备长度为20倍R0至100倍R0的保护套管和压接套管；(3)配制胶粘剂，搅拌均匀待用；(4)在需要锚固的碳纤维复合材料筋的一端涂抹胶粘剂，涂抹胶粘剂的长度与保护套管长度一致；(5)将准备好的保护套管套在涂抹有胶粘剂的碳纤维复合材料筋的一端，进行第一次压接；(6)压接完成后，在保护套管表面再涂抹一层胶粘剂，将压接套管套在保护套管的外侧，进行第二次压接；(7)在25℃下养护120h，即可达到锚固效果。
所述的碳纤维复合材料筋为螺纹筋，其螺纹间距为10-30mm。
所述的胶粘剂为建筑结构胶或环氧砂浆。
所述的保护套管为铝管或铜管，其管壁厚度为0.2-0.5mm，R0+1mm≤内径R1≤R0+3mm，所述保护套管内壁及外壁均经过粗糙化处理。
所述的压接套管为无缝钢管，管壁厚度为2-3mm，R0+2mm≤内径R2≤R0+4mm，所述压接套管内外壁均经过粗糙化处理。
所述的压接使用的仪器为缩管机，压接时缩管机的压强设定为15-18MPa。
本发明可以明显提高锚固效率，并且该锚固方法容易操作，价格低廉，经过本发明的方法锚固的碳纤维复合材料筋材，可以使用现有钢绞线锚具进行锚固，可以很好的同现有钢绞线锚固系统无缝对接，有很好的推广价值。
附图说明
图1本发明设计的碳纤维复合材料筋锚固的结构示意图；其中，1-碳纤维复合材料筋材；2-胶粘剂；3-保护套管；4-胶粘剂；5-压接套管。
具体实施方式
为了进一步说明本发明专利，下面结合附图和实施例对本发明专利进行详细的描述，但不能将他们视为对本专利的保护范围限定。
实施例1
截取5根长度为1m的碳纤维复合材料螺纹筋试样(对应附图中标号1)，测得其直径为12.00mm，螺纹间距10mm，此三根螺纹筋编号为样品1、2、3、4、5；截取长度为250mm、壁厚0.2mm、内径13.00mm的铝管(对应附图中标号3)10根，将管内外壁油污、粉尘处理干净；截取长度250mm、壁厚2mm、内径18mm的无缝钢管(对应附图中标号5)10根，将管切口处棱角打磨圆润，将管内外壁油污、粉尘处理干净；配置结构胶(对应附图中标号2和4)200g，搅拌均匀，待用。
将螺纹筋试样(对应附图中标号1)锚固端涂抹结构胶(对应附图中标号2)，涂抹高度为250mm，套上保护套管(对应附图中标号3)，将压接仪器压强设置为16MPa,进行第一次压接，若压接模具长度较小，可以分多次压接，保证保护套管完全压接在螺纹筋表面。
在保护套管外侧涂上结构胶(对应附图中标号4)，套上无缝钢管(对应附图中标号5)，使用压接仪器进行压接，压接步骤同保护套管的压接。至此，螺纹筋一端的锚固即完成。
然后完成螺纹筋的另一端的锚固。
依次完成5根螺纹筋试样的锚固。
最后，在25℃环境，放置120h，完成锚固养护即可达到锚固效果。
使用拉力试验机对锚固后的螺纹筋样品进行静载拉力试验。实验结果详见表1。
实施例2
截取5根长度为1m的碳纤维复合材料螺纹筋试样(对应附图中标号1)，测得其直径为10.00mm，螺纹间距11mm，此三根螺纹筋分别编号样品6、7、8、9、10；截取长度为250mm、壁厚0.2mm、内径12.00mm的铜管(对应附图中标号3)10根，将管内外壁油污、粉尘处理干净；截取长度250mm、壁厚2mm、内径16mm的无缝钢管(对应附图中标号5)10根，将管切口处棱角打磨圆润，将管内外壁油污、粉尘处理干净；配置环氧砂浆(对应附图中标号2和4)300g,搅拌均匀，待用。
将螺纹筋试样(对应附图中标号1)锚固端涂抹环氧砂浆(对应附图中标号2)，涂抹高度为250mm，套上保护套管(对应附图中标号3)，将压接仪器压强设置为17MPa，进行第一次压接，若压接模具长度较小，可以分多次压接，保证保护套管完全压接在螺纹筋表面。
在保护套管外侧涂上环氧砂浆(对应附图中标号4)，套上无缝钢管(对应附图中标号5)，使用压接仪器进行压接，压接步骤同保护套管的压接。至此，螺纹筋一端的锚固即完成。
然后完成螺纹筋的另一端的锚固。
依次完成5根螺纹筋试样的锚固。
最后，在25℃环境，放置120h，完成锚固养护即可达到锚固效果。
使用拉力试验机对锚固后的螺纹筋样品进行静载拉力试验。实验结果如下表1。
表1.拉伸实验结果
Figure BDA0003451434270000041

Claims (5)

1.一种碳纤维复合材料筋锚固方法，其特征在于，所述锚固方法的具体操作为：(1)在锚固前，首先测试碳纤维复合材料筋的直径R0；(2)根据工程需要，截取所需长度的碳纤维复合材料筋，并准备长度为20倍R0至100倍R0的保护套管和压接套管；(3)配制胶粘剂，搅拌均匀待用；(4)在需要锚固的碳纤维复合材料筋的一端涂抹胶粘剂，涂抹胶粘剂的长度与保护套管长度一致；(5)将准备好的保护套管套在涂抹有胶粘剂的碳纤维复合材料筋的一端，进行第一次压接；(6)压接完成后，在保护套管表面再涂抹一层胶粘剂，将压接套管套在保护套管的外侧，进行第二次压接；(7)在25℃下养护120h，即可达到锚固效果。
2.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料筋锚固方法，其特征在于，所述的碳纤维复合材料筋为螺纹筋，其螺纹间距为10-30mm。
3.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料筋锚固方法，其特征在于，所述的胶粘剂为建筑结构胶或环氧砂浆。
4.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料筋锚固方法，其特征在于，所述的保护套管为铝管或铜管，其管壁厚度为0.2-0.5mm，R0+1mm≤内径R1≤R0+3mm，所述保护套管内壁及外壁均经过粗糙化处理。
5.根据权利要求1所述的碳纤维复合材料筋锚固方法，其特征在于，所述的压接套管为无缝钢管，管壁厚度为2-3mm，R0+2mm≤内径R2≤R0+4mm，所述压接套管内外壁均经过粗糙化处理。
根据权利要求1所述的碳纤维复合材料筋锚固方法，其特征在于，所述的压接使用的仪器为缩管机，压接时缩管机的压强设定为15-18MPa。
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Title
文明才;曹国辉;: "建筑用碳纤维筋预应力锚具的研究", 湖南城市学院学报(自然科学版), no. 04, pages 19 - 21 *

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