一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及混凝土結構的增強材料的【技術領域】，尤其是一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋。包括三層碳纖維束層，三層碳纖維束層之間為無堿玻璃纖維絲束層；所述碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋包括以體積百分比計的一下組分：碳纖維20-35%，玻璃纖維20-35%，環(huán)氧樹脂40-45%，固化劑0.6-1.5%，促進劑1.1-1.8%，低收縮劑0.8-1.2%，脫模劑0.6-1.1%，阻燃劑0.8-1.6%，抗靜電劑0.2-0.8%，其余為填料。本發(fā)明的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，其彈性模量接近145GPa，極限應變達到3.5%，是普通GFRP筋材的2倍左右，阻尼減震性好，抗疲勞性好，與混凝土粘結的耐久性好；廣泛應用在混凝土海洋環(huán)境結構工程領域，可以作為鋼筋的替代品，使用壽命延長，可設計性更強。
【專利說明】一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及混凝土結構的增強材料的【技術領域】，尤其是一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋。
【背景技術】
[0002]在混凝土建筑工程中，鋼筋混凝土結構被廣泛應用。這種結構充分利用了混凝土的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能，已經(jīng)在建筑工程領域被長期廣泛應用。但是隨著時間的推移，該結構的缺點也日漸明顯。由于種種原因，鋼筋混凝土常常產生裂縫，當裂縫推廣擴及到鋼筋時，導致鋼筋腐蝕。尤其在北方嚴寒地區(qū)，大量使用融冰鹽的環(huán)境中以及濱海地區(qū)，這種現(xiàn)象更加明顯。鋼筋腐蝕生銹影響了鋼筋混凝土結構的耐久性，導致結構的提前破壞。
[0003]纖維增強聚合物材料具有輕質、抗腐蝕等特性，可以在混凝土中替代鋼筋發(fā)揮作用，具有廣闊的應用前景。近幾年，采用FRP替代鋼筋用于混凝土梁和鋼構件的做法，已在世界范圍內廣為接受。
[0004]FRP棒材是一種自重輕、強度高、耐腐蝕、耐疲勞的新型材料，具有廣闊的應用前景，但是FRP的抗剪強度很低，彈性模量和極限延伸率相對傳統(tǒng)鋼材低，且應力一應變關系為線彈性，仍有大量關于基本理論和設計方法方面的科研工作亟待進行。
[0005]中國專利CN200510036568中鞏固了一種混雜碳纖維玻璃纖維增強樹脂筋；其主要成分包括碳纖維5% -35%，玻璃纖維5% -35%，乙烯基樹脂20% -30%,固化劑0.5% _2%，促進劑1% -25%，填料3% _5%，低收縮劑、脫模劑、阻燃劑三者總量控制在5% -8%。該發(fā)明改善了 FRP材料的延展性和屈服性能，促進了 FRP鋼筋混凝土在工程上的應用。但是其片材的抗拉強度、彈性模量還有待提高，而且粘結界面的粘結性還存在技術不足。而且，尤其是在海洋腐蝕等惡劣環(huán)境下，承受力還有待提高，結構的耐久性、安全性以及耐沖擊性等性能有待提高。
【發(fā)明內容】
[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是:克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種抗拉強度強、屈服性能更優(yōu)、耐沖擊性強的碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0008]一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，所述的碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋為五層復合結構，包括三層碳纖維束層，三層碳纖維束之間為無堿玻璃纖維絲束層；
[0009]所述碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋包括以體積百分比計的一下組分:碳纖維20-35%，玻璃纖維20-35%，環(huán)氧樹脂40-45%，固化劑0.6-1.5%,促進劑1.1-1.8%，低收縮劑0.8-1.2%，脫模劑0.6-1.1%，阻燃劑0.8-1.6%，抗靜電劑0.2-0.8%，其余為填料。
[0010]進一步的，所述固化劑選自:叔丁基過氧化氫、過氧化氧環(huán)己酮、二乙烯基三胺、氨乙基哌嗪中的至少兩種。
[0011]進一步的，所述促進劑選自:2_芐基-4-甲基咪唑、二甲基對甲苯胺中的一種。
[0012]進一步的，所述低收縮劑選自:聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。
[0013]進一步的，所述脫模劑選自:微晶石蠟、陶土、白粘土、硅樹脂甲基支鏈硅油中的一種。
[0014]進一步的，所述抗靜電劑選自:聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、乙氧基化脂肪族烷基胺中的至少一種。
[0015]進一步的，所述碳纖維束層的厚度為4_7mm，所述無堿玻璃纖維絲束的厚度為10-15mmo
[0016]進一步的,所述碳纖維束層的厚度為6mm,所述無堿玻璃纖維絲束的厚度為12mm。
[0017]制備一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋的方法，所述制備方法如下:以碳纖維束混合無堿玻璃纖維絲束，再浸潰在添加了固化劑的環(huán)氧樹脂中，然后加熱固化，模壓一體成型。
[0018]促進劑主要用于降低反應的活化能，使反應在較低的溫度下進行。
[0019]低收縮劑主要用于控制環(huán)氧樹脂的固化收縮率。
[0020]阻燃劑主要用于抑制材料的燃燒，防止火災時本材料產生助燃的效果。
[0021]采用本發(fā)明的技術方案的有益效果是:本發(fā)明的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，其彈性模量接近145GPa，極限應變達到3.5 %，是普通GFRP筋材的2倍左右，穩(wěn)定性好，本發(fā)明的平面格柵筋柔性高，彎曲強度高，阻尼減震性好，抗疲勞性好，與混凝土粘結的耐久性好。具有良好的延展性和屈服性能，抗環(huán)境腐蝕，廣泛應用在混凝土海洋環(huán)境結構工程領域，可以作為鋼筋的替代品。受力可靠，可設計性強，減少結構的維護費用，提高結構的耐久性，增強結構的安全性。護岸結構使用壽命延長，可設計性更強，能夠獲得各種受荷條件下復合材料護岸所需的結構性能(抗彎剛度、受彎、受剪和受壓承載力等)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋的剖面視圖；
[0023]圖2為本發(fā)明的結構示意圖。
[0024]圖中，I為碳纖維束層，2為無堿玻璃纖維絲束層
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0026]如圖1和圖2所示，一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，所述的碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋為五層復合結構，包括三層碳纖維束層1，三層碳纖維束層I之間為無堿玻璃纖維絲束層2 ；
[0027]—種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，所述的碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋為五層復合結構，包括三層碳纖維束層，三層碳纖維束之間為無堿玻璃纖維絲束層；
[0028]所述碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋包括以體積百分比計的一下組分:碳纖維20-35%，玻璃纖維20-35%，環(huán)氧樹脂40-45%，固化劑0.6-1.5%,促進劑1.1-1.8%，低收縮劑0.8-1.2%，脫模劑0.6-1.1%，阻燃劑0.8-1.6%，抗靜電劑0.2-0.8%，其余為填料。
[0029]所述固化劑選自:叔丁基過氧化氫、過氧化氧環(huán)己酮、二乙烯基三胺、氨乙基哌嗪中的至少兩種。
[0030]所述促進劑選自:2_芐基-4-甲基咪唑、二甲基對甲苯胺中的一種。
[0031]所述低收縮劑選自:聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。
[0032]所述脫模劑選自:微晶石蠟、陶土、白粘土、硅樹脂甲基支鏈硅油中的一種。
[0033]所述抗靜電劑選自:聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、乙氧基化脂肪族烷基胺中的至少一種。
[0034]所述碳纖維束層的厚度為4_7mm,所述無堿玻璃纖維絲束的厚度為10_15mm。
[0035]制備一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋的方法，所述制備方法如下:以碳纖維束混合無堿玻璃纖維絲束，再浸潰在添加了固化劑的環(huán)氧樹脂中，然后加熱固化，模壓一體成型。然后對成品進行破壞荷載、抗拉強度、彈性模量和延伸率進行檢測。檢測數(shù)據(jù)見表
1
[0036]實施例1-5的具體成分及比例見表I。
[0037]
實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5
碳纖維(％) 222520 一 2335
玻璃纖維2628352520
(%)______
環(huán)氧樹脂4542404540
(%)______
叔丁基過氧 07II(λ7(λ3
化氫(％)______
過氧化氧環(huán) 0.80.3///
己酮(%)
二乙烯基三 70404(Tb7
胺(％)______
氨乙基哌嗪 7—IοΓθ?(λ3
(%)______
2-芐基-4- 1.81.3/1.6/
甲基咪唑
(%)______
二甲基對甲 7IΓ4IO
苯胺(％)______
聚苯乙烯 0807β(TbO7
(%)______
聚甲基丙烯 7 (λ3 (Tl —I L2酸甲酯(％)_____
[0038]微晶石蠟 (Te/7IO
(%)______
陶土(％)I0.7I _ /I
D粘土 07 I — / — 0.8/ ― I
硅樹脂甲基 III?λ97
支鏈硅油
(%)______
聚對苯二甲 0.2I0.40 30.5
酸乙二醇酯
(%)______
聚碳酸酯 702/07203
(%)______
乙氧基化脂 702(12027
肪族烷基胺
(%)______
^14 (%)2.1I0.21.50.2
碳纖維束H 45667
的厚度(畫)______
無堿玻璃纖 10Π12?215
維絲束層的厚度(mm)______
__性能檢測破壞荷載 57985^896^385^98Κ--)
ZkN______
抗拉強度 29982989320431012958
/GPa______
彈性模量 278.9282.1283.2278.9287.9^
/GPa______
延伸率/% 1.791.821.771.681.78
[0039]實施例3為本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
[0040]盡管上述實施例已對本發(fā)明的技術方案進行了詳細地描述，但是本發(fā)明的技術方案并不限于以上實施例，在不脫離本發(fā)明的思想和宗旨的情況下，對本發(fā)明的技術方案所做的任何改動都將落入本發(fā)明的權利要求書所限定的范圍。
【權利要求】
1.一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，其特征在于:所述的碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋為五層復合結構，包括三層碳纖維束層，三層碳纖維束層之間為無堿玻璃纖維絲束層； 所述碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋包括以體積百分比計的一下組分:碳纖維20-35%，玻璃纖維20-35%，環(huán)氧樹脂40_45%，固化劑0.6-1.5%，促進劑1.1-1.8%，低收縮劑0.8-1.2%，脫模劑0.6-1.1%，阻燃劑0.8-1.6%，抗靜電劑0.2-0.8%，其余為填料。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，其特征在于，所述固化劑選自:叔丁基過氧化氫、過氧化氧環(huán)己酮、二乙烯基三胺、氨乙基哌嗪中的至少兩種。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，其特征在于，所述促進劑選自:2-芐基-4-甲基咪唑、二甲基對甲苯胺中的一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，其特征在于，所述低收縮劑選自:聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，其特征在于，所述脫豐旲劑選自:微晶石臘、陶土、白粘土、娃樹脂甲基支鏈娃油中的一種。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，其特征在于，所述抗靜電劑選自:聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、乙氧基化脂肪族烷基胺中的至少一種。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，其特征在于，所述碳纖維束層的厚度為4-7mm,所述無堿玻璃纖維絲束層的厚度為10_15mm。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋，其特征在于，所述碳纖維束層的厚度為6mm,所述無堿玻璃纖維絲束層的厚度為12mm。
9.制備如權利要求1所述的一種碳纖維玻璃纖維混合型平面格柵筋的方法，其特征在于，所述制備方法如下:以碳纖維束混合無堿玻璃纖維絲束，再浸潰在添加了固化劑的環(huán)氧樹脂中，然后加熱固化，模壓一體成型。
【文檔編號】B32B17/12GK104175652SQ201410425541
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權日:2014年8月26日
【發(fā)明者】方海, 黃寶寶, 楊杰 申請人:常州慧運復合材料有限公司