CN115387540A - 一种现场成型的frp筋材制作工装及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种现场成型的FRP筋材制作工装及制作方法，所述工装包括软管，软管中固定有若干定位卡环，所述定位卡环上开设有输胶管固定孔和纤维束固定孔，软管中设置有输胶管，所述输胶管侧壁上开设有若干出胶口，所述软管两端连接有端头，所述端头或软管上开设有和输胶管连通的注胶孔。本发明所述的FRP筋材制作方法采用软管，并向软管内加入定位卡环加固和定位，在定位卡环中心插入中心注胶管，在定位卡环中的多孔圆环中插入纤维束，封闭可拆卸带肋软塑料管，弯折可拆卸带肋软塑料管使其成为施工现场需要的形状，提高了施工精度，不再依附工厂的预加工，减少了工厂与工地之间的繁杂程序。

Description

一种现场成型的FRP筋材制作工装及制作方法

技术领域

本发明属于FRP筋材现场施工技术领域，具体涉及一种现场成型的FRP筋材制作工装及制作方法。

背景技术

FRP筋是由多股连续纤维如玻璃纤维，碳纤维等通过基底材料如聚酰胺树脂，聚乙烯树脂，环氧树脂等进行胶合后，经特制的模具挤压并拉拔成型的。其具有质量轻、抗拉强度高、耐腐蚀性强、材料结合力强、透磁波性能强等优点，近年来在国内外的结构加固及工程改造中得到广泛的应用。

由于FRP筋无塑性，其应力--应变关系始终为线弹性。且不便于现场加工，FRP筋虽在工厂可制成任意形状，如直线形，弯钩或矩形箍筋等。但由于在生产FRP筋时，均采用热固性树脂制作，因而一旦成形后，在施工现场将难以改变其形状。而施工现场情况千变万化，根据实际施工情况，常常会需要用到特殊形状的FRP筋，所以预制构件很难满足现场施工的需要，导致FRP筋很难大面积使用。

发明内容

本发明提供了一种现场成型的FRP筋材制作工装及制作方法，解决现场施工的临时需要。

为达到上述目的，本发明所述一种现场成型的FRP筋材制作工装，包括软管，所述软管中沿轴向固定有若干定位卡环，所述定位卡环上开设有输胶管固定孔和多个纤维束固定孔，所述软管中设置有输胶管，输胶管穿过若干定位卡环中的输胶管固定孔，所述输胶管侧壁上开设有若干出胶口，所述软管两端连接有端头，所述端头或软管上开设有和输胶管连通的注胶孔。

进一步的，软管为透明的带肋塑料软管。

进一步的，出胶口在输胶管侧壁周向均匀布置。

进一步的，当目标FRP筋为螺旋箍筋时，软管第一端固定有第一端头，第二端固定有第二端头，所述第一端头上开设有第一凹槽，软管第一端伸入第一凹槽中；第二端头开设有第二凹槽，第二凹槽的底面开设有注胶孔，注胶孔中可拆卸的安装有第一盖头。

进一步的，当目标FRP筋为圆形箍筋时，所述软管第一端固定有第三端头，第二端固定有第四端头，所述第三端头包括固定连接的第一垫块和肋板，所述肋板上布置有若干肋齿；所述第一垫块上开设有第三凹槽，软管第一端伸入第散凹槽中；所述第四端头包括第二垫块，第二垫块中对称设置有两个固定片，两个固定片呈八字形设置，开口大的一侧靠近第三端头；所述软管上开设有注胶孔，所述注胶孔上可拆卸的案子有第二盖头。

进一步的，两个所述固定片通过连接杆伸出第二垫块，连接杆和第二垫块可转动连接，连接杆上安装有螺栓，转动螺栓时，通过连接杆带动固定片转动。

进一步的，当目标FRP筋为直筋时，所述软管第一端固定有第五端头，第二端固定有第六端头；所述第五端头上开设有第五凹槽，所述软管第一端伸入第五凹槽中；第六端头开设有第六凹槽，第六凹槽的底面开设有注胶孔，注胶孔中可拆卸的案子有第三盖头(8)。

基于上述的制作工装的一种现场成型的FRP筋材制作方法，包括以下步骤：

步骤1，将纤维束插入纤维束固定孔中；

步骤2，利用端头封闭并弯折软管，使其弯折为目标形状；

步骤3，从注胶孔注入掺有固化剂的环氧树脂，使其从出胶口流出与纤维束混合；

步骤4，注胶完成后，等待环氧树脂凝固成型，得到FRP筋。

进一步的，步骤4中，将软管置于夹具上凝固成型。

进一步的，FRP筋制作完成后，将软管拆除。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

与现有技术相比，本发明所述的FRP筋材制作工装，包括软管，在软管中间隔设置定位卡环，使纤维束在软管中尽量均匀布置，在软管中设置输胶管，软管两端设置端头，由于软管可以任意弯折，利用该工装将软管弯折至目标形状后，再进行注胶，待凝固成型后即可得到目标形状的FRP筋。在现场施工时，可根据需要选择软管尺寸，得到目标FRP筋，不必依附工厂的预加工，可缩短制造工期。

进一步的，软塑料管为透明管，能够边注胶边观察，保证掺和固化剂的环氧树脂充分填充，若部分小气泡未填充可使用捣鼓的方法，若出现大面积未填充可打开端头继续注胶。

本发明所述的FRP筋材制作方法采用软管，并向软管内部加入定位卡环加固和定位，在定位卡环中心插入中心注胶管，在定位卡环中的多孔圆环中插入纤维束，封闭可拆卸带肋软塑料管，弯折可拆卸带肋软塑料管使其成为施工现场需要的形状，如螺旋箍筋，圆形箍筋或直筋之类，并通过中心注胶管注胶，最后置于夹具上等待固化成型，使施工现场可以根据临时需要制出临时需要的目标形状FRP筋，提高了施工精度，不再依附工厂的预加工，减少了工厂与工地之间的繁杂程序。例如当工地需要一些特殊尺寸的FRP筋但是工厂并没有对应的模具模板时，就可以通过此发明所述的方法现场成型一些FRP筋，而不是通过工厂与工地之间反馈数据，制作模板，预制FRP筋，然后运往施工现场，节约了时间成本，也减少了模具的制作，节约了金钱成本。

进一步的，本发明所述的方法可以在施工现场实施，便于统一螺旋箍筋、圆形箍箍筋以及直筋的材料，避免出现没有适配筋材而出现用普通钢筋替换FRP筋的情况，更好的发挥FRP复合材料筋的强度。

进一步的，FRP筋制作完成后，将软管拆除，以避免在实际应用中其占用混凝土体积导致强度降低。

附图说明

图1是本发明中总剖面示意图；

图2是本发明输胶管的示意图；

图3是本发明中定位卡坏的示意图；

图4是本发明实施例1中螺旋箍筋的制作工装俯视图；

图5是本发明实施例2中圆形箍筋的制作工装俯视图；

图6是本发明中第四端头的详图；

图7是本发明实施例2中直筋的制作工装正视图。

其中，1-输胶管，2-纤维束，3-软管，4-第一端头，5-第二端头，6-第三端头，7-第二盖头，8-第三盖头，9-第六端头，10-出胶口，11-定位卡环，12-第一盖头，13-第四端头，14-固定片，15-螺栓，16-第五端头，17-输胶管固定孔，18-纤维束固定孔，19、第二垫块。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1至图7，一种现场成型的FRP筋材制作工装，包括软管3，软管3为透明的可拆卸带肋软塑料管，软管3沿轴向等距固定有若干定位卡环11，定位卡环11上设有多个纤维束固定孔18和一个输胶管固定孔17，纤维束固定孔18用于定位纤维束位置，软管3可弯折成为需要的形状，软管3中设置有输胶管1，输胶管1穿过若干定位卡环11中的输胶管固定孔17，输胶管1侧壁上开设有若干出胶口10，通过输胶管1注入掺和固化剂的环氧树脂并通过出胶口10填充可拆卸带肋软塑料管1。

参照图5，为使掺和固化剂的环氧树脂能够留至纤维束中，在输胶管1的侧壁等距开设有若干组出胶口，每组出胶口包括沿输胶管1的周向排布的一圈出胶口10。

参照图6，定位卡环包括定位板，所述定位板上开设有输胶管固定孔17和多个纤维束固定孔18，分别用来固定输胶管1和纤维束。输胶管固定孔17位于定位板中间位置，多个纤维束固定孔18分布在输胶管固定孔17外周。

软管3两端均设置有用于堵住软管3两端的端头。

实施例1

参见图1，一种现场成型的FRP筋材制作工装，包括软管3，软管3为透明的可拆卸带肋软塑料管，软管3沿轴向等距固定有若干定位卡环11，软管3可弯折成为需要的形状，软管3中设置有输胶管1，输胶管1穿过若干定位卡环11中的输胶管固定孔17。

参照图2，为使掺和固化剂的环氧树脂能够留至纤维束中，在输胶管1的侧壁等距开设有若干组出胶口，每组出胶口包括沿输胶管1的周向排布的一圈出胶口10。

参照图3，定位卡环包括定位板，所述定位板上开设有一个输胶管固定孔17和多个纤维束固定孔18，分别用来固定输胶管1和纤维束。输胶管固定孔17位于定位板中间位置，多个纤维束固定孔18分布在输胶管固定孔17外周。

参照图4，本实施中，目标FRP筋为螺旋箍筋，软管3第一端固定有第一端头4，第二端固定有第二端头5，第一端头4上开设有第一凹槽，软管3第一端伸入第一凹槽中；第二端头5开设有第二凹槽，第二凹槽的底面开设有注胶孔，当第一盖头12插入注胶孔时，可将注胶孔封堵。

实施例2

参照图1、图5和图6，本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施的现场成型的FRP筋材制作工装和实施例1的软管3和端头结构不同，本实施的工装要制备的目标FRP筋为圆形箍筋。软管3第一端固定有第三端头6，第二端固定有第四端头13，第三端头6包括固定连接的第一垫块和肋板，肋板上等距布置有若干肋齿。所述第一垫块上开设有第三凹槽，软管3第一端伸入第散凹槽中。

参照图6，第四端头13包括第二垫块19，第二垫块19中对称设置有两个固定片14，固定片14为钢片，两个固定片14呈八字形设置，开口大的一侧靠近第三端头6，两个固定片14通过连接杆伸出第二垫块，连接杆和第二垫块19可转动连接，连接杆上安装有螺栓15，转动螺栓15时，通过连接杆带动固定片14转动。

第三端头6上的肋板与固定片14通过卡扣式固定，可根据第三端头6中的肋板插入的多少调节圆形箍筋的大小，若不慎插入过多可通过拧松螺栓15来旋转固定片14使其容易拔出，可再次调节大小。

本实施例中，软管3靠近第四端头13的一端开设有注胶孔，注胶孔与输胶管1连通，注胶孔通过第二盖头7封堵。

实施例3

参照图1和图7，本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施的现场成型的FRP筋材制作工装和实施例1中仅端头结构不同，本实施中，利用该工装要制备的目标FRP筋为直筋。软管3第一端固定有第五端头16，第二端固定有第六端头9，第五端头16上开设有第五凹槽，软管3第一端伸入第五凹槽中；第六端头9开设有第六凹槽，第六凹槽的底面开设有注胶孔，当第三盖头8插入注胶孔时，可将注胶孔封堵。

实施例4

一种现场成型的FRP筋材的制作方法，包括以下步骤：

步骤一，在软管3中等距安装上多个预制的定位卡环11，待定位卡环11固定完成后，将中心输胶管1插入定位卡环11的输胶管固定孔17中，将纤维束2插入纤维束固定孔18中。

步骤二，利用端头封闭并弯折软管3，使其弯折为目标形状，例如螺旋箍筋或圆形箍筋，若目标形状为直筋不需要弯折。

步骤三，从注胶孔注入掺和了固化剂的环氧树脂，环氧树脂和固化剂的配合比为2：1，使其从出胶口10流出与纤维束充分混合，当目标FRP筋为直筋时，将第三盖头8插入注胶孔，当目标FRP筋为圆形箍筋时，将第一盖头12插入注胶孔，当目标FRP筋为螺旋箍筋时，将第二盖头7插入注胶孔。

步骤四，通过透明的软管3边注胶边观察注胶情况：

若出现部分小气泡未能填充则可通过振捣的方法消除小气泡使其填充，等待环氧树脂凝固成型，得到FRP筋；直径在1cm以内的可认为是小气泡；

若出现大面积注胶未完全填充软管3，则打开盖头进行再次注胶，等待环氧树脂凝固成型，得到FRP筋；其中，任意一方向的横截面超过1cm的区域均视为大面积；

若未出现大面积注胶不完全情况，则等待环氧树脂凝固成型，得到FRP筋。

若通过可拆卸透明带肋软塑料管上观察掺和固化剂的环氧树脂不够时，可打开盖头进行添加。

优选的，将可拆卸透明带肋软塑料管置于夹具上凝固成型。

步骤五，FRP筋制作完成后，将软管拆除，避免在实际应用中其占用混凝土体积导致强度降低。

也可将第一端头4、第二端头5和第一盖头12拆除，或将第三端头6、第四端头13和第二盖头7拆除，或者将第五端头16、第六端头9、第三盖头8拆除。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种现场成型的FRP筋材制作工装，其特征在于，包括软管(3)，所述软管(3)中沿轴向固定有若干定位卡环(11)，所述定位卡环(11)上开设有输胶管固定孔(17)和多个纤维束固定孔(18)，所述软管(3)中设置有输胶管(1)，输胶管(1)穿过若干定位卡环(11)中的输胶管固定孔(17)，所述输胶管(1)侧壁上开设有若干出胶口(10)，所述软管(3)两端连接有端头，所述端头或软管(3)上开设有和输胶管(1)连通的注胶孔。

2.根据权利要求1所述的一种现场成型的FRP筋材制作工装，其特征在于，所述软管(3)为透明的带肋塑料软管。

3.根据权利要求1所述的一种现场成型的FRP筋材制作工装，其特征在于，所述出胶口(10)在输胶管(1)侧壁周向均匀布置。

4.根据权利要求1所述的一种现场成型的FRP筋材制作工装，其特征在于，当目标FRP筋为螺旋箍筋时，软管(3)第一端固定有第一端头(4)，第二端固定有第二端头(5)，所述第一端头(4)上开设有第一凹槽，软管(3)第一端伸入第一凹槽中；第二端头(5)开设有第二凹槽，第二凹槽的底面开设有注胶孔，注胶孔中可拆卸的安装有第一盖头(12)。

5.根据权利要求1所述的一种现场成型的FRP筋材制作工装，其特征在于，当目标FRP筋为圆形箍筋时，所述软管(3)第一端固定有第三端头(6)，第二端固定有第四端头(13)，所述第三端头(6)包括固定连接的第一垫块和肋板，所述肋板上布置有若干肋齿；所述第一垫块上开设有第三凹槽，软管(3)第一端伸入第散凹槽中；所述第四端头(13)包括第二垫块(19)，第二垫块(19)中对称设置有两个固定片(14)，两个固定片(14)呈八字形设置，开口大的一侧靠近第三端头(6)；所述软管(3)上开设有注胶孔，所述注胶孔上可拆卸的案子有第二盖头(7)。

6.根据权利要求5所述的一种现场成型的FRP筋材制作工装，其特征在于，两个所述固定片(14)通过连接杆伸出第二垫块，连接杆和第二垫块(19)可转动连接，连接杆上安装有螺栓(15)，转动螺栓(15)时，通过连接杆带动固定片(14)转动。

7.根据权利要求1所述的一种现场成型的FRP筋材制作工装，其特征在于，当目标FRP筋为直筋时，所述软管(3)第一端固定有第五端头(16)，第二端固定有第六端头(9)；所述第五端头(16)上开设有第五凹槽，所述软管(3)第一端伸入第五凹槽中；第六端头(9)开设有第六凹槽，第六凹槽的底面开设有注胶孔，注胶孔中可拆卸的案子有第三盖头(8)。

8.基于权利要求1所述的制作工装的一种现场成型的FRP筋材制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将纤维束(2)插入纤维束固定孔(18)中；

步骤2，利用端头封闭并弯折软管(3)，使其弯折为目标形状；

步骤3，从注胶孔注入掺有固化剂的环氧树脂，使其从出胶口(10)流出与纤维束混合；

步骤4，注胶完成后，等待环氧树脂凝固成型，得到FRP筋。

9.根据权利要求8所述的一种现场成型的FRP筋材制作方法，其特征在于，所述步骤4中，将软管(3)置于夹具上凝固成型。

10.根据权利要求8所述的一种现场成型的FRP筋材制作方法，其特征在于，FRP筋制作完成后，将软管(3)拆除。

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