CN1406727A - 制造混凝土加固组件的方法 - Google Patents

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Abstract

制造混凝土加固组件的方法，该方法的步骤包括用树脂材料将相互平行放置的众多纤维粘合成纤维束，再将向一方向伸展的纤维束与向另一方向伸展的纤维束交叉以形成格子，重复进行该操作形成单元薄板，其中向一方向伸展的纤维束与向另一方向伸展的纤维束在格子交叉位置层叠；在上述形成的单元薄板上装上隔片，并在隔片上进一步形成第二块单元薄板，重复进行该操作，形成在单元薄板之间插有隔片的多层板；对多层板加压，使得向一方向伸展的纤维束与向另一方向伸展的纤维束在格子交叉位置接触粘合。

Description

制造混凝土加固组件的方法
技术领域
本发明涉及制造置于混凝土结构部分中的加固组件的方法，以及由此方法形成的产品。
背景技术
关于作为置于混凝土结构部分中的加固组件，如JP-A-62-153449所述，它是用如下方式制得的，是将众多相互平行的纤维粘合在一起形成纤维束，该纤维束相互交错形成格子状，向一方向伸展的纤维束与向另一方向伸展的纤维束在格子交叉处至少层叠了三层。图1是说明混凝土加固组件的透视图。如图1所示，该加固组件由相互交错成格子的纤维束组成。图2是说明加固组件在交叉位置的截面图。如图2所示，由通过树脂材料4粘合的众多纤维组成的纤维束2a和2b相互交替层叠在一起。
迄今为止，这种混凝土加固组件是通过下述方法制得的：以丝线缠绕形成的方式将纤维束相互交错形成格子形式而制得薄板，在对交叉位置加压时加热薄板，或在对交叉位置加压后加热薄板，然后从一个模具一次制得一个成形产品。根据此方法，加固组件所需的性质是可以足够保证，并能获得具有所需尺寸和形状的成形产品，然而从例如模具数量有限的角度来看，其生产率很低，且生产成本也往往很高。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的就是提供一种生产率提高的制造混凝土加固组件的方法。
为达到上述目的，本发明提供一种制造混凝土加固组件的方法，该方法包括用树脂材料将相互平行放置的众多纤维粘合成纤维束，再将向一方向伸展的纤维束与向另一方向伸展的纤维束交叉形成格子，重复进行该操作形成单元薄板，其中向一方向伸展的纤维束与向另一方向伸展的纤维束在格子交叉位置层叠；在上述形成的单元薄板上装上隔片，并在隔片上进一步形成第二块单元薄板，重复进行该操作形成在每两块单元薄板之间插有隔片的多层板；对多层板加压，使得向一方向伸展的纤维束与向另一方向伸展的纤维束在格子交叉位置接触粘合。
在本发明制造混凝土加固组件的方法中，适宜以与相互交错的纤维束平面成垂直角度的方向对多层板加压，使纤维束接触粘合。
在本发明制造混凝土加固组件的方法中，适宜在薄板的格子中放置定距物(spacer)用来限定单元薄板的厚度。
本发明制造混凝土加固组件的方法中，适宜在薄板的周边部分放置导板，用来限定单元薄板的尺寸。
本发明此外还提供由本发明方法形成的多层板。
本发明此外还提供制造混凝土加固组件的方法，该方法包括切割本发明多层板中相互交错的纤维束平面四周的边缘，将多层板分成众多的单元薄板。
附图说明
图1是说明混凝土加固组件的透视图。
图2是说明混凝土加固组件在交叉部位的局部截面图。
图3是说明用于丝线缠绕形成的器械的俯视图。
图4是说明图2中2a与2b部分的局部截面图。
图5是说明本发明制得的多层板的纵向截面图。
图6是说明在因每个薄板很薄而不用定距物的情况下的多层板的纵向截面图。
图7是说明多层板和说明利用众多用来压合交错部位的负重的压合方法的纵向截面图。
图8是说明使用螺旋扣方法压合交错部位制造的多层板的纵向截面图。
具体实施方式
现在本发明将参照一些优选实施方式进行详细的说明。
本发明制造混凝土加固组件的方法的特点，是通过隔片将众多单元薄板层叠制成多层板。
单元薄板的制造
关于制造单元薄板的方法，在下面的方法中将会叙述，然而方法并不局限于此，单元薄板也可以用其他方法制造。
在本发明制造混凝土加固组件的方法中，使用丝线缠绕形成的方式使纤维束交错成格子状并层叠相互交错的纤维束。现参照图3所示的器械解释一种具体方法。图3中的器械是由压板10、置于压板10周边部分的导向框11和并排放置在压板10外表面的一些销钉12组成，其中每个销钉都对应于加固组件的横向部件或纵向部件。在众多相互平行放置的连续纤维中浸入树脂材料获得纤维束，而这些纤维束单行程地固定在纵向和横向相应的销钉12上，并相互交错形成格子形式，例如纵向和横向的纤维束至少层叠三层。图4是说明纤维束2a和2b在交叉部位的局部放大图。如图4所示，在纤维束2a和2b的交叉部位，粘合众多纤维2所得的纤维束2a和2b相互交错并相互层叠。
多层板的制造
本发明中，在上述所得单元薄板上装上隔片，在隔片上进行上述相同操作形成第二块单元薄板。重复此操作形成多层板，其中单元薄板是借助置于薄板之间的隔片相互层叠。图5是说明通过本发明的方法制得的多层板的纵向截面图。在图5中，为便于理解并未画出相对于图横向延伸的纤维束。这一点同样适用于以下的图6和图7。从图5可以确认，单元薄板(纤维束)50是通过置于薄板之间的隔片51层叠成多层板的。数字52表示下面将提及的定距物，数字54表示在其上固定纤维束的销钉。
在本发明的方法中，众多单元薄板借助上述插入单元薄板之间的隔片层叠在一起，然后加压使构成单元薄板的纤维束交叉部位接触粘合。通过此操作，可使单元薄板的厚度变得均匀。
此时，在加压时或加压后进行树脂材料的热固化或光固化。
隔片可以是任何隔片只要它能防止构成不同单元薄板的纤维束接触粘合而纤维束交叉部位又能充分接触粘合，并且形成多层板后每块单元薄板能容易分开。例如，隔片可以是隔离膜如玻璃纸或含有聚对苯二甲酸乙二醇酯的聚酯膜、用于脱膜的例如由含氟树脂如聚四氟乙烯制成的片材、或其上涂覆有例如硬脂酸类、硅树脂类、蜡类或聚乙烯醇(PVA)类脱膜剂的金属片或树脂膜。
而且，当使用能压花的隔片时，就能在薄板的表面形成凹入和凸起，这样就可以增加其与混凝土的粘着性。
本发明的方法中，若需要的话，可在格子中预先放置具有所需高度的定距物，以形成所需厚度的单元薄板。在图5中，定距物52被置于纤维束之间即格子中，由此保持单元薄板所需的厚度。在图5中数字表示隔片。并不需要在每个格子里都放置定距物，可以放置所需数目的定距物使得在加压时作用于格子上的压力保持恒定。
定距物的高度是根据要形成的混凝土加固组件的厚度进行选择的。而且，各自单元薄板可使用具有不同高度的定距物，由此可以同时获得具有不同厚度的单元薄板。
而且，下文将说明的导板可以和定距物一块使用。
如上所述，优选使用定距物来获得具有所需厚度的混凝土加固组件，然而若要形成薄的单元薄板，例如具有格子状的最终厚度为1毫米～3毫米的单元薄板，在有些情况下从构造上很难使用定距物。图6是说明其每块单元薄板很薄而不能用定距物的多层板的纵向截面图。在图6中，数字60表示纤维束，数字61表示分隔片。导板63置于格子状薄板的周边部分且在销钉62的内部。虽然图中没有显示，但在相对图的垂直方向的外围部分也放置了导板63。
导板63呈有孔或有凹槽的板状，纤维束通过其上的孔或凹槽向销钉62延伸，而在加压时该导板能保持单元薄板的尺寸和形状。导板上覆有分隔膜或涂覆有脱膜剂，防止在加压时纤维束接触粘合。如图5所示的使用定距物的情况下，也是优选使用导板。导板63的高度和位置是根据单元薄板的尺寸和多层板的高度来进行选择的。
然而，本发明并不仅仅局限于上述情况，本发明可以在不使用定距物和导板的条件下进行。
对多层板加压的方法可以是任意方法只要能均匀地对单元薄板纤维束的交叉部位加压，但是适宜以与相互交错的纤维束平面成垂直角度的方向对多层板加压。例如图7所示的加压的方法，在多层板的上面放置许多重物73如金属块或其中装有沙子或金属颗粒的袋子，使纤维束交叉部位所受的负重均衡。数字71表示销钉，数字72表示导板。为便于理解，并未画出相对图来说纵向上的纤维束和隔片。另外，也可在多层板的上面放置覆盖多层板整个纵向棍状重物或覆盖整个表面的板状重物。而且如图8所示，多层板80可以在箱框82中形成，借助丝杠83利用框架的反作用力，用螺丝扣的方法对薄板80进行加压。通过这种方法，可以施加100～200千克/平方米格子平面的负重使纤维束的交叉部位充分接触粘合，具体数值视加固组件的剖面形状而异。在图8中，数字81表示销钉。
在借助图3所示的器械相互层叠纤维束的情况中，在加压且树脂固化后要切除固定在销钉12上且在格子外的纤维束，将多层板从压板10中取出，因此在产品生产时要切除从格子中突出且呈搭头形式的纤维束，这样就浪费了材料。当可移动的销钉12从格子上拉开时，多层板就能从压板中按其原样取出，并通过去除隔片，可以将各个单元薄板分开，制得众多单元薄板。因此，不会产生任何搭头部分，完整的纤维束组成格子，且原料的产率得以改善。
本发明的多层板是借助置于薄板之间的隔片将众多单元薄板相互层叠的多层板，可以通过使用上述可移动的销钉的方法制得，并可将多层板从压板中取出。
由于构成单元薄板的纤维束穿过导板上的孔，所以多层板固定在导板上，因此即使当多层板从压板中取出时，多层板也不会散开而保持多层的形式。因此可以以此多层的状态对薄板进行运输，而在使用时则切割格子四周的边缘即切割相互交错的纤维束四周的边缘，就可以将多层板分开获得众多单元薄板。
构成单元薄板的纤维束的交叉不局限于直角交叉，可以是斜交叉。在这种情况下，整个格子的形状就不局限于矩形，而可以是菱形。而且各个单元薄板的形状不局限于平面，也可以是弯曲如隧道墙的形状。这种弯曲形状的薄板可以用弯曲压板来代替平面压板并施加弯曲的压力负重来形成。
本发明中，对单元薄板的数目没有什么限制，可以根据对薄板的需求量和生产中所用导板的高度而随意选择。
本发明中，构成纤维束的纤维可以是任何能用于纤维增强复合材料的纤维，主要是玻璃纤维或碳纤维。然而也可以使用其他纤维，如金属纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维、陶瓷如氮化硅纤维或合成树脂纤维如芳纶、聚乙烯纤维或聚丙烯的纤维。
本发明中，纤维中浸入的树脂材料可以是用于生产纤维增强塑料的任意一种树脂材料，例如适宜使用热固性树脂如乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂或酚醛树脂。
现在，本发明将参照一些实施例进一步详细解释。然而应当理解本发明决不受这些具体实施例的限制。
使用图3的器械，在如图5所示使用分隔膜(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)和定距物(高度：4毫米)的模式下，使用碳纤维(单丝直径：8微米)和乙烯基酯树脂形成了具有5层碳型混凝土加固组件CR6(平面格子，厚度*宽度：4*4.4毫米，格子间距：50毫米)并相应于加固法D6的多层板。如图7所示，在薄板的上面放置每平方米薄板投射面积100千克的重物，使作用于薄板的负重均衡，将处于这种状态的薄板放入固化炉中，在60℃中放置2小时来固化乙烯基酯树脂。结果证实单元薄板的各个交叉部位都充分地接触粘合并固化。而且，所需的如图3所示的器械的数量减至常规所需器械数量的1/4～1/5，而和一次从一个模具形成一个产品的常规方法比较，单位时间混凝土加固组件的产量增至3～4倍，同时混凝土加固组件的性质如强度也令人满意。
根据本发明的方法，能同时生产众多混凝土加固组件，因此提高了混凝土加固组件的生产率。而且根据本发明的方法，可以在一个生产过程中同时生产具有例如不同尺寸的混凝土加固组件。
本发明的多层板可以以包括众多单元薄板的多层结构形式进行运输。在使用时，切割相互交错的纤维束平面四周的边缘，将多层板分成众多的单元薄板，而获得单元薄板。由此获得的单元薄板适用于作为建筑和市政工程用途的混凝土加固组件，如铁路通讯光缆的管道、地板覆盖物或水封隧道和地下隧道防护装置的立轴。

Claims (6)

1.制造混凝土加固组件的方法，其特征是该方法包括用树脂材料将相互平行放置的众多纤维粘合成纤维束，再将向一方向伸展的纤维束与向另一方向伸展的纤维束交叉形成格子，重复进行该操作形成单元薄板，其中向一方向伸展的纤维束与向另一方向伸展的纤维束在格子交叉位置层叠；在上述形成的单元薄板上装上隔片，并在隔片上进一步形成第二块单元薄板，重复进行该操作，形成在单元薄板之间插有隔片的多层板；对多层板加压，使得向一方向伸展的纤维束与向另一方向伸展的纤维束在格子交叉位置接触粘合。
2.如权利要求1制造混凝土加固组件的方法，其特征是以与相互交错的纤维束平面成垂直角度的方向对多层板加压。
3.如权利要求1或2制造混凝土加固组件的方法，其特征是在薄板的格子中放置用于限定单元薄板厚度的定距物。
4.如权利要求1～3任一项制造混凝土加固组件的方法，其特征是在薄板的周边部分放置用于限定单元薄板尺寸的导板。
5.通过如权利要求1～4任一项所述方法制造的多层板。
6.制造混凝土加固组件的方法，其特征为该方法包括切割权利要求5所述多层板的相互交错的纤维束平面四周的边缘部分，将多层板分成众多单元薄板。
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