CN114734696B - 一种玄武岩纤维-钢复合波纹板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玄武岩纤维‑钢复合波纹板及其制备方法，玄武岩纤维‑钢复合波纹板包括波纹钢板、玄武岩层和玄武岩封口条；波纹钢板为弧形板，且其弧线与其波峰/波谷的延伸方向一致；玄武岩层包括复合粘结在波纹钢板两侧表面的玄武岩纤维布；玄武岩封口条粘结固定在波纹钢板的四周边沿上。制备方法包括以下步骤：准备成型的波纹钢板和玄武岩纤维布；将波纹钢板的两侧表面涂抹树脂胶，再将波纹钢板两侧表面分别对应布置两层玄武岩纤维布，置于加压模具中压紧粘结；将粘结好玄武岩纤维布的波纹钢板置入滚压模具中，进一步提高波纹钢板和玄武岩纤维布的粘结效果；从滚压模具中取出波纹钢板，在波纹钢板四周边沿粘结玄武岩封口条。

Description

一种玄武岩纤维-钢复合波纹板及其制备方法
技术领域
本发明涉及隧道防病害技术领域，更具体的说是涉及一种用于隧道防病害的玄武岩纤维-钢复合波纹板及其制备方法。
背景技术
随着隧道长期运营，隧道会存在一些隧道病害问题。为了保证隧道正常运行和保证隧道安全，需要定期对隧道病害进行整治。现有的隧道病害整治方法通常采用混凝土加固、波纹板加固等，对于混凝土加固方案，其施工工序复杂，施工周期较长，效率低下，而且施工风险很大，严重影响了隧道正常运营。对于波纹板加固方案工序简单，施工周期短，且施工风险小。但是，由于隧道内部存在很多的线缆，所以波纹板就要求要具有绝缘性能，防止导电。现有的普遍做法就是在钢板两侧刷绝缘漆，板厚一般是6㎜，绝缘漆厚度是1.5㎜，总厚度一共是9㎜。但是绝缘漆在使用中容易脱离，会出现导电的危险。
玄武岩纤维增强材料(BFRP)是一种新型耐久性材料。玄武岩连续纤维是玄武岩矿石在1450℃～1500℃熔融后经过喷丝板拉丝而成的一种新型高技术纤维，它拥有出色的力学性能和耐高温性能，具有高的拉伸强度和弹性模量、良好的绝缘性、抗辐射性能、优异的高温稳定性和化学稳定性等，纯天然无污染，性价比高等优点。
因此，如何将波纹钢板和玄武岩纤维的优势性能相结合，提供一种玄武岩纤维-钢复合波纹板及其制备方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种玄武岩纤维-钢复合波纹板及其制备方法，旨在解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种玄武岩纤维-钢复合波纹板，包括：
波纹钢板；所述波纹钢板为弧形板，且其弧线与其波峰/波谷的延伸方向一致；
玄武岩层；所述玄武岩层包括复合粘结在所述波纹钢板两侧表面的玄武岩纤维布；
玄武岩封口条；所述玄武岩封口条粘结固定在所述波纹钢板的四周边沿上。
通过上述技术方案，本发明提供的复合板结构以波纹钢板作为内芯，外侧复合玄武岩纤维材料，将波纹钢板的强度优势和玄武岩纤维的性能优势相结合，不仅具有工序简单，施工周期短，施工风险小等优点，而且具有良好的防腐蚀、防导电、耐高温等性能，结构的功能性更强。
优选的，在上述一种玄武岩纤维-钢复合波纹板中，所述波纹钢板表面边沿均匀开设有多个螺栓孔，所述螺栓孔内紧固有玄武岩螺栓和玄武岩螺母；所述玄武岩螺栓和所述玄武岩螺母夹紧所述玄武岩纤维布和玄武岩封口条。通过螺栓螺母紧固能够提高玄武岩纤维和波纹钢板复合后的结构稳定性。
优选的，在上述一种玄武岩纤维-钢复合波纹板中，所述玄武岩封口条的横截面为U型，所述玄武岩封口条的U型槽插接贴合在所述波纹钢板的边沿，且粘结在所述玄武岩纤维布的外侧。便于加工粘结，玄武岩封口条能够防止边沿开胶后失效。
本发明还提供了一种玄武岩纤维-钢复合波纹板的制备方法，包括以下步骤：
S1、准备成型的所述波纹钢板和所述玄武岩纤维布；
S2、将所述波纹钢板的两侧表面涂抹树脂胶，再将所述波纹钢板两侧表面分别对应布置两层所述玄武岩纤维布，置于加压模具中压紧粘结；
S3、将粘结好所述玄武岩纤维布的所述波纹钢板置入滚压模具中，进一步提高波纹钢板和玄武岩纤维布的粘结效果；
S4、从所述滚压模具中取出所述波纹钢板，在所述波纹钢板四周边沿粘结所述玄武岩封口条。
通过上述技术方案，本发明提供的玄武岩纤维-钢复合波纹板的制备方法采用压紧和滚压两道粘结工序，使得玄武岩纤维和波纹钢板的复合效果更稳定，最后通过在波纹钢板四周边沿粘结玄武岩封口条，能够防止边沿开胶后失效，制备方法简单，且使用寿命长，使用效果好。
优选的，在上述一种玄武岩纤维-钢复合波纹板的制备方法中，在步骤S1 中，在所述波纹钢板的边沿开设螺栓孔，在步骤S4之后，在螺栓孔内拧入玄武岩螺栓和玄武岩螺母；所述玄武岩螺栓和所述玄武岩螺母夹紧所述玄武岩纤维布和玄武岩封口条。通过螺栓螺母紧固能够提高玄武岩纤维和波纹钢板复合后的结构稳定性。
优选的，在上述一种玄武岩纤维-钢复合波纹板的制备方法中，所述加压模具包括下模具、上模具和液压缸机构；所述下模具的上表面为凸起的弧形表面，所述下模具的表面具有与所述波纹钢板对应的下波纹槽；所述上模具对应布置在所述下模具的上方，所述上模具的下表面为与所述下模具的上表面配合的凹陷的弧形表面，所述上模具的下表面具有与所述波纹钢板对应的上波纹槽；所述液压缸机构连接在所述上模具的顶端，且用于控制所述上模具的升降运动，进而实现所述上模具和所述下模具的闭合和开启。本发明提供的加压模具通过液压缸机构控制开合加压，实现玄武岩纤维布和波纹钢板的初步粘结固定。
优选的，在上述一种玄武岩纤维-钢复合波纹板的制备方法中，所述滚压模具包括底座、下弧形架、上弧形架和弹性支撑柱；所述下弧形架固定在所述底座上，且其弧形凸面朝上，所述下弧形架上转动连接有多根下转轴，所述下转轴上固定有多个下压轮；所述上弧形架布置在所述下弧形架上方，且其弧形凹面与所述下弧形架的弧形凸面对应，所述上弧形架上转动连接有多根上转轴，所述上转轴上固定有多个上压轮，所述上压轮和所述下压轮交错布置，且与所述波纹钢板的波峰和波谷对应；所述弹性支撑柱的数量为多个，且连接在所述底座和所述上弧形架的侧壁之间。滚压模具的滚动压合能够提高玄武岩纤维布和波纹钢板的粘结效果，能够克服加压模具的粘结缺陷。
优选的，在上述一种玄武岩纤维-钢复合波纹板的制备方法中，所述弹性支撑柱包括立柱、调节螺杆、支撑板、弹簧和调节螺母；所述立柱竖直固定在所述底座上；所述调节螺杆竖直固定在所述立柱顶端；所述支撑板固定在所述上弧形架的侧壁上，且具有穿过所述调节螺杆的通过孔；所述弹簧套设在所述调节螺杆上，且顶紧在所述立柱顶端和所述支撑板之间；所述调节螺母紧固在所述调节螺杆上，且压紧所述支撑板。本发明提供的弹性支撑柱能够对上下压轮的压紧力进行调节，防止长时间使用的磨损失效。
优选的，在上述一种玄武岩纤维-钢复合波纹板的制备方法中，所述下弧形架上靠近进口一端的所述下转轴通过皮带轮组连接有驱动电机。驱动电机能够为波纹钢板的滚压提供前进动力。
优选的，在上述一种玄武岩纤维-钢复合波纹板的制备方法中，所述下压轮和所述上压轮的外圈弧度与所述波纹钢板的波峰和波谷弧度相同。能够有效提高滚压粘结效果。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种玄武岩纤维-钢复合波纹板及其制备方法，具有以下有益效果：
1、本发明提供的复合板结构以波纹钢板作为内芯，外侧复合玄武岩纤维材料，将波纹钢板的强度优势和玄武岩纤维的性能优势相结合，不仅具有工序简单，施工周期短，施工风险小等优点，而且具有良好的防腐蚀、防导电、耐高温等性能，结构的功能性更强。
2、本发明提供的玄武岩纤维-钢复合波纹板的制备方法采用压紧和滚压两道粘结工序，使得玄武岩纤维和波纹钢板的复合效果更稳定，最后通过在波纹钢板四周边沿粘结玄武岩封口条，能够防止边沿开胶后失效，制备方法简单，且使用寿命长，使用效果好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的玄武岩纤维-钢复合波纹板的结构示意图；
图2为本发明提供的玄武岩纤维-钢复合波纹板的剖面图；
图3为本发明提供的波纹钢板的结构示意图；
图4为本发明提供的加压模具的结构示意图；
图5为本发明提供的滚压模具的结构示意图；
图6为本发明提供的滚压模具的主视图。
其中：
1-波纹钢板；
11-螺栓孔；12-玄武岩螺栓；13-玄武岩螺母；
2-玄武岩层；
3-玄武岩封口条；
4-加压模具；
41-下模具；42-上模具；43-液压缸机构；
5-滚压模具；
51-底座；52-下弧形架；53-上弧形架；54-弹性支撑柱；541-立柱；542- 调节螺杆；543-支撑板；544-弹簧；545-调节螺母；55-下转轴；56-下压轮；57-上转轴；58-上压轮；59-驱动电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见附图1至附图6，本发明实施例公开了一种玄武岩纤维-钢复合波纹板，包括：
波纹钢板1；波纹钢板1为弧形板，且其弧线与其波峰/波谷的延伸方向一致；
玄武岩层2；玄武岩层2包括复合粘结在波纹钢板1两侧表面的玄武岩纤维布；
玄武岩封口条3；玄武岩封口条3粘结固定在波纹钢板1的四周边沿上。
为了进一步优化上述技术方案，波纹钢板1表面边沿均匀开设有多个螺栓孔11，螺栓孔11内紧固有玄武岩螺栓12和玄武岩螺母13；玄武岩螺栓12 和玄武岩螺母13夹紧玄武岩纤维布和玄武岩封口条3。
为了进一步优化上述技术方案，玄武岩封口条3的横截面为U型，玄武岩封口条3的U型槽插接贴合在波纹钢板1的边沿，且粘结在玄武岩纤维布的外侧。
本实施例提供的玄武岩纤维-钢复合波纹板的制备方法包括以下步骤：
S1、准备成型的波纹钢板1和玄武岩纤维布2；
S2、将波纹钢板1的两侧表面涂抹树脂胶，再将波纹钢板1两侧表面分别对应布置两层玄武岩纤维布，置于加压模具4中压紧粘结；
S3、将粘结好玄武岩纤维布的波纹钢板1置入滚压模具5中，进一步提高波纹钢板1和玄武岩纤维布的粘结效果；
S4、从滚压模具5中取出波纹钢板1，在波纹钢板1四周边沿粘结玄武岩封口条3。
在步骤S1中，在波纹钢板1的边沿开设螺栓孔11，在步骤S4之后，在螺栓孔11内拧入玄武岩螺栓12和玄武岩螺母13；玄武岩螺栓12和玄武岩螺母13夹紧玄武岩纤维布和玄武岩封口条3。
加压模具4包括下模具41、上模具42和液压缸机构43；下模具41的上表面为凸起的弧形表面，下模具41的表面具有与波纹钢板1对应的下波纹槽；上模具42对应布置在下模具41的上方，上模具42的下表面为与下模具41 的上表面配合的凹陷的弧形表面，上模具42的下表面具有与波纹钢1板对应的上波纹槽；液压缸机构43连接在上模具42的顶端，且用于控制上模具42 的升降运动，进而实现上模具42和下模具41的闭合和开启。
滚压模具5包括底座51、下弧形架52、上弧形架53和弹性支撑柱54；下弧形架52固定在底座51上，且其弧形凸面朝上，下弧形架52上转动连接有多根下转轴55，下转轴上55固定有多个下压轮56；上弧形架53布置在下弧形架52上方，且其弧形凹面与下弧形架52的弧形凸面对应，上弧形架53 上转动连接有多根上转轴57，上转轴57上固定有多个上压轮58，上压轮58 和下压轮56交错布置，且与波纹钢板1的波峰和波谷对应；弹性支撑柱54 的数量为多个，且连接在底座51和上弧形架53的侧壁之间。
弹性支撑柱54包括立柱541、调节螺杆542、支撑板543、弹簧544和调节螺母545；立柱541竖直固定在底座51上；调节螺杆542竖直固定在立柱 541顶端；支撑板543固定在上弧形架53的侧壁上，且具有穿过调节螺杆542 的通过孔；弹簧544套设在调节螺杆542上，且顶紧在立柱541顶端和支撑板543之间；调节螺母545紧固在调节螺杆542上，且压紧支撑板543。
下弧形架52上靠近进口一端的下转轴55通过皮带轮组连接有驱动电机 59。
下压轮56和上压轮58的外圈弧度与波纹钢板1的波峰和波谷弧度相同。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种玄武岩纤维-钢复合波纹板，其特征在于，包括：
波纹钢板(1)；所述波纹钢板(1)为弧形板，且其弧线与其波峰/波谷的延伸方向一致；
玄武岩层(2)；所述玄武岩层(2)包括复合粘结在所述波纹钢板(1)两侧表面的玄武岩纤维布；
玄武岩封口条(3)；所述玄武岩封口条(3)粘结固定在所述波纹钢板(1)的四周边沿上；
所述波纹钢板(1)表面边沿均匀开设有多个螺栓孔(11)，所述螺栓孔(11)内紧固有玄武岩螺栓(12)和玄武岩螺母(13)；所述玄武岩螺栓(12)和所述玄武岩螺母(13)夹紧所述玄武岩纤维布和玄武岩封口条(3)；
S1、准备成型的所述波纹钢板(1)和所述玄武岩纤维布；
S2、将所述波纹钢板(1)的两侧表面涂抹树脂胶，再将所述波纹钢板(1)两侧表面分别对应布置两层所述玄武岩纤维布，置于加压模具(4)中压紧粘结；
S3、将粘结好所述玄武岩纤维布的所述波纹钢板(1)置入滚压模具(5)中，进一步提高所述波纹钢板(1)和所述玄武岩纤维布的粘结效果；
S4、从所述滚压模具(5)中取出所述波纹钢板(1)，在所述波纹钢板(1)四周边沿粘结所述玄武岩封口条(3)；
所述滚压模具(5)包括底座(51)、下弧形架(52)、上弧形架(53)和弹性支撑柱(54)；所述下弧形架(52)固定在所述底座(51)上，且其弧形凸面朝上，所述下弧形架(52)上转动连接有多根下转轴(55)，所述下转轴上(55)固定有多个下压轮(56)；所述上弧形架(53)布置在所述下弧形架(52)上方，且其弧形凹面与所述下弧形架(52)的弧形凸面对应，所述上弧形架(53)上转动连接有多根上转轴(57)，所述上转轴(57)上固定有多个上压轮(58)，所述上压轮(58)和所述下压轮(56)交错布置，且与所述波纹钢板(1)的波峰和波谷对应；所述弹性支撑柱(54)的数量为多个，且连接在所述底座(51)和所述上弧形架(53)的侧壁之间。
2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维-钢复合波纹板，其特征在于，所述玄武岩封口条(3)的横截面为U型，所述玄武岩封口条(3)的U型槽插接贴合在所述波纹钢板(1)的边沿，且粘结在所述玄武岩纤维布的外侧。
3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维-钢复合波纹板，其特征在于，在步骤S1中，在所述波纹钢板(1)的边沿开设螺栓孔(11)，在步骤S4之后，在螺栓孔(11)内拧入玄武岩螺栓(12)和玄武岩螺母(13)；所述玄武岩螺栓(12)和所述玄武岩螺母(13)夹紧所述玄武岩纤维布和所述玄武岩封口条(3)。
4.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维-钢复合波纹板，其特征在于，所述加压模具(4)包括下模具(41)、上模具(42)和液压缸机构(43)；所述下模具(41)的上表面为凸起的弧形表面，所述下模具(41)的表面具有与所述波纹钢板(1)对应的下波纹槽；所述上模具(42)对应布置在所述下模具(41)的上方，所述上模具(42)的下表面为与所述下模具(41)的上表面配合的凹陷的弧形表面，所述上模具(42)的下表面具有与所述波纹钢(1)板对应的上波纹槽；所述液压缸机构(43)连接在所述上模具(42)的顶端，且用于控制所述上模具(42)的升降运动，进而实现所述上模具(42)和所述下模具(41)的闭合和开启。
5.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维-钢复合波纹板，其特征在于，所述弹性支撑柱(54)包括立柱(541)、调节螺杆(542)、支撑板(543)、弹簧(544)和调节螺母(545)；所述立柱(541)竖直固定在所述底座(51)上；所述调节螺杆(542)竖直固定在所述立柱(541)顶端；所述支撑板(543)固定在所述上弧形架(53)的侧壁上，且具有穿过所述调节螺杆(542)的通过孔；所述弹簧(544)套设在所述调节螺杆(542)上，且顶紧在所述立柱(541)顶端和所述支撑板(543)之间；所述调节螺母(545)紧固在所述调节螺杆(542)上，且压紧所述支撑板(543)。
6.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维-钢复合波纹板，其特征在于，所述下弧形架(52)上靠近进口一端的所述下转轴(55)通过皮带轮组连接有驱动电机(59)。
7.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维-钢复合波纹板，其特征在于，所述下压轮(56)和所述上压轮(58)的外圈弧度与所述波纹钢板(1)的波峰和波谷弧度相同。
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