CN1918347A

CN1918347A - 杆件及其生产方法

Info

Publication number: CN1918347A
Application number: CNA2005800047647A
Authority: CN
Inventors: 李相根
Original assignee: RE FORM SYSTEM Co Ltd
Current assignee: Beijing Rui Feng Feng Trading Co., Ltd.
Priority date: 2004-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2025-01-19
Also published as: CN100487216C; KR20050075973A; CN2732884Y; US20080248302A1; WO2005068743A1

Abstract

一种杆件，包括由纤维形成的杆状增强层、形成在所述增强层外周上的树脂层和形成在树脂层内/上的石榴石层。

Description

杆件及其生产方法

技术领域

本发明涉及杆件及其生产方法，更具体涉及可通过在杆的外周形成石榴石和利用纤维和树脂制造杆来改善杆件与水泥砂浆的结合强度的杆件及其生产方法。

背景技术

钢筋混凝土结构或混凝土结构可很容易地通过脱层、破裂等而遭到损坏，由此由于抗压/抗张强度劣化引起建筑物坍塌。

至于混凝土具有约pH12.5，这是设计来防止增强杆被腐蚀的。

然而，由于碳酸气、酸性物质和氯可渗入钢筋混凝土结构或聚集体中，从而引起碱性反应。这可在增强杆上生锈。此外，钢筋混凝土结构可受天气条件的影响。亦即，钢筋混凝土可根据天气条件而被中和，导致在增强杆上生锈。

此外，当与钢筋混凝土混合的聚集体由火山岩形成时，可加速钢筋混凝土的中和。

当杆生锈时，混凝土结构可由于锈的溶胀而破裂。结果，钢筋混凝土结构可被损坏。

为了修补钢筋混凝土或混凝土结构的损坏，已经使用了水泥砂浆、混凝土、环氧树脂等。然而，由于修补材料没有完全与原结构形成整体，使得在经过预定时间之后，修补效果消失。

至于该修补材料，实例可以是纤维增强塑料(FRB)。FRB由低压浇铸的热固性树脂与作为增强材料的玻璃纤维形成，其具有低弹性系数。因此，难以将FRB应用到需要较高刚度的应用中。此外，FRB对湿表面具有低结合强度。

而且，水泥浆组合物可用作修补材料。具体而言，其用于由于混凝土脱层或缺少覆盖导致增强杆暴露的结构中。具体而言，含有混凝土粘合剂的水泥浆组合物设计为不收缩但具有低结合力。然而，该水泥浆组合物不能用于在水中实施的工作中。

近年来，各种结构辅助材料如防水材料、透明光亮剂、滑动保护材料、对接材料(docking material)、锈处理材料已经用于增强或修补钢筋混凝土或钢结构。

然而，上述材料昂贵并且在应用于结构方面很复杂，增加建筑成本。

因此，作为用于混凝土建筑物、混凝土隧道结构、混凝土桥梁结构、混凝土港口结构、混凝土大坝结构等的维护/修补材料，广泛使用钢筋混凝土。然而，如上所述，由于钢筋混凝土的问题在于杆可很容易被锈蚀。此外，由于钢筋混凝土很重，因此难以转移。具体而言，当结构应该建造在水中或湿区域中时，由于杆易于被锈蚀，因此结构强度快速弱化。

发明内容

本发明的目的是提供一种杆件，当钢筋混凝土或混凝土结构损坏时，其可容易地以较低成本维护和修补，以及提供制造该杆件的方法。

本发明的另一目的是提供一种杆件，其在建造钢筋混凝土结构期间可用来替代铁制杆件或与铁制杆件共用，以及提供制造该杆件的方法。

本发明的又一目的是提供一种杆件，其设计为不被锈蚀，使其可用于在水中或湿区域中的混凝土结构。

本发明的又一目的是提供一种杆件，其重量轻使得易于输送所述杆件和建造结构。

为了实现这些和其他优点，根据本发明的目的，如举例和广泛描述的那样，提供一种杆件，包括由纤维形成的杆状增强层、形成在所述增强层外周上的树脂层和形成在树脂层内/上的石榴石层。

根据本发明的另一方面，提供一种杆件，包括具有由芳纶纤维形成的增强件和形成在增强件外周上的树脂层的杆，并且在杆的外周上形成石榴石层，其中石榴石层由多个石榴石形成，一些石榴石混合在树脂层中，其余的石榴石突出在树脂层上。

根据本发明的又一方面，提供制造杆件的方法，包括以下步骤：使用纤维形成增强件；在增强件的外周上形成树脂层以限定具有增强件的杆；以及在树脂层的外周上通过第一和第二石榴石喷射过程形成石榴石层。

附图说明

图1是根据本发明实施方案的杆件的透视图；

图2是图1所示杆件的截面图；

图3A-3C是表示用于形成根据本发明实施方案的杆件的石榴石层的方法的截面图；

图4是表示根据本发明实施方案的杆件的使用状态的图；和

图5是表示本发明的杆件应用于结构时的状态的图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细说明本发明的优选实施方案。

图1是根据本发明实施方案的杆件的透视图，图2是图1所示杆件的截面图。

参考图1和2，本发明的杆件1包括增强层10、树脂层20和石榴石层30。

亦即，增强层10由选自碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维的材料形成为杆状。

碳纤维具有较高的弹性系数。然而，由于碳纤维具有小应力，因此其问题在于当剪切时其具有高脆性。玻璃纤维的问题在于其具有较低的刚性和弹性系数。芳纶纤维具有合适的刚性和弹性系数。

因此，优选增强件10由芳纶纤维形成。

树脂层20形成在增强层10的外表面上。树脂层20可由选自环氧树脂、丙烯酸树脂和聚乙烯酯树脂的材料形成。由于聚乙烯酯树脂的优点在于在应用于结构时具有高伸长比和短硬化时间，可获得伸长效果。此外，短硬化时间增加产率。

因此，优选树脂层20由聚乙烯酯树脂形成。

在此，非常重要的是保持增强层10与树脂层20之间的预定厚度比。例如，当树脂层20的厚度相比于增强层10的厚度过大时，脆性劣化，同时杆重量增加。此外，产生气泡，由此使生产率下降。

因此，优选形成由增强层10和树脂层20组成的杆，使得增强层10占60-80wt％，而树脂层20占20-40wt％。

更优选的是，增强层10占70wt％，而树脂层20占30wt％。

石榴石层30具有附着在杆的树脂层20上的多个石榴石。石榴石设计为具有不同的厚度。利用石榴石层30，使得杆件1与砂浆的结合力可得以最大化。

石榴石是硅酸盐矿物的一般术语。每一石榴石设计为具有300-800μm尺寸。

石榴石层30的形成是根据本发明的杆件及其制造方法中非常重要的特征。

也就是说，通过在由增强件10和树脂层20构成的杆上形成石榴石层30，杆件1可以具有对混凝土有高结合特性的表面结构。

如图3A-3C所示，石榴石层30通过在预定压力下喷射石榴石两次而形成。

也就是说，如图3A所示，首先制备由增强件10和树脂层20构成的杆。杆的直径可为约9mm。

接着，如图3B所示，在树脂层20的初始硬化过程中，首先石榴石31在预定压力下喷射在树脂层20上，使其可透入树脂层20中。

这里，虽然树脂层表面可以局部突出，但是整体上还是平滑的。

之后，如图3C所示，石榴石31第二次在预定压力下喷射，使得石榴石31可突出在树脂层20的表面上。

在第二喷射过程中，因为树脂层的硬化过程进展完全，因此石榴石31在树脂层20中埋入得并不很深。因为在第一喷射过程中喷射的石榴石31被深埋在树脂层20中，因此在第二喷射过程中喷射的石榴石31突出在树脂层20的表面上，由此形成粗糙表面。

在石榴石层形成过程中，树脂层20优选保持60-80℃的温度。

在第一喷射过程中，使用30-45wt％的石榴石31。在第二喷射过程中，使用55-70wt％的石榴石31。

由于在第二喷射过程中喷射的石榴石31限定杆件1的表面，因此第二喷射过程中喷射的石榴石31量应该大于第一喷射过程中喷射的。

作为实施方案，当由增强层10和树脂层20构成的杆件1的直径为约9mm时，第一喷射过程中喷射的石榴石量为约15g/m，第二喷射过程中喷射的石榴石量为约25g/m。

下文将再次简要说明用于制造根据本发明的杆件的方法。

首先，形成杆状增强层10。增强层10可以由选自碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维的材料形成。

在增强层10的外周上形成树脂层20，以限定所述杆。树脂层可由选自环氧树脂、丙烯酸树脂和聚乙烯酯树脂的材料形成。

这里，增强层10为约60-80wt％，而树脂层为约20-40wt％。

此外，在沉积树脂层20的状态下，通过第一和第二喷射过程喷射石榴石31。

这里，树脂层保持在60-80℃温度下。第一喷射过程中喷射的石榴石31为约30-45wt％，而第二喷射过程中喷射的石榴石31为约55-70wt％，相对于石榴石层的总重量。

实施例

首先制备杆状芳纶纤维。在芳纶纤维的外周上形成聚乙烯酯树脂，由此限定杆。在此，芳纶纤维相对于杆总重量为70wt％，而聚乙烯酯树脂相对于杆总重量为30wt％。

由芳纶纤维和聚乙烯酯树脂构成的杆的直径为约9mm。

在聚乙烯酯树脂保持在60-80℃温度的状态下，通过第一和第二喷射过程喷射各自具有300-800μm尺寸的石榴石。第一喷射过程中喷射的石榴石量为约15g/m，第二喷射过程中喷射的石榴石量为约25g/m。

这里，第一喷射过程的压力为约1.02N/mm²，而第二喷射过程的压力为约1.02-5N/mm²。

图4示出根据本发明的杆件的使用状态。

如图4所示，杆件1与夹座40连接，在夹座上夹子41和孔42相互以预定距离排列。

夹子41用于连接杆件，孔42用于将夹座40固定至结构。

图5示出杆件应用于结构的状态。

当本发明的杆件1被用于隧道混凝土结构的维护/增强建筑方法时，混凝土结构110的破损表面120通过修整过程而被移除，而后通过可渗透底涂层沉积过程形成可渗透底涂层130。

之后，形成丙烯酸聚合物水砂浆层140，并通过夹座40的孔连接杆件1。

接着，形成丙烯酸聚合物水砂浆层150，以使混凝土结构与破损表面形成整体。

通过一系列步骤，受损结构可方便地得到维护和修补，由此节省成本和加工时间。

本发明的杆件可用于替代用于新建造结构以及受损结构的铁杆。因为本发明的杆件比铁杆的重量轻，因而保管时间长。此外，本发明的杆件具有耐湿的优点。

工业实用性

本发明的杆件可应用于各种建筑/工程结构中。

Claims

1.杆件，包括：

由纤维形成的杆状增强层；

形成在增强层外周上的树脂层；和

形成在树脂层内/上的石榴石层。

2.根据权利要求1的杆件，其中纤维选自碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维。

3.根据权利要求1的杆件，其中树脂层由选自环氧树脂、丙烯酸树脂和聚乙烯酯树脂的材料形成。

4.根据权利要求1的杆件，其中石榴石层由各自具有300-800μm尺寸的多个石榴石形成。

5.杆件，包括：

具有由芳纶形成的增强层和形成在增强层外周上的树脂层的杆；和

形成在杆外周上的石榴石层，

其中石榴石层由多个石榴石形成，一些石榴石混合在树脂层中，其余的石榴石突出在树脂层上。

6.根据权利要求5的杆件，其中增强层的质量为杆质量的约60-80％。

7.根据权利要求5的杆件，其中树脂层由选自环氧树脂、丙烯酸树脂和聚乙烯酯树脂的材料形成。

8.一种用于制造杆件的方法，包括以下步骤；

使用纤维形成增强件；

在增强件外周上形成树脂层，以限定具有增强件的杆；和

通过第一和第二喷射过程，在树脂层外周上形成石榴石层。

9.根据权利要求8的方法，其中纤维选自碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维。

10.根据权利要求8的方法，其中树脂层由选自环氧树脂、丙烯酸树脂和聚乙烯酯树脂的材料形成。

11.根据权利要求8的方法，其中石榴石层由各自具有300-800μm尺寸的多个石榴石形成。

12.根据权利要求8的方法，其中所述杆由60-80wt％的增强件和20-40wt％的树脂层形成。

13.根据权利要求8的方法，其中在形成石榴石层的步骤中，在第一喷射过程中喷射相对于石榴石层总重量为30-45wt％的石榴石，在第二喷射过程中喷射相对于石榴石层总重量为55-70wt％的石榴石。