一种混杂纤维塑料筋

申请号 CN200620040486.2 申请日 2006-03-24 公开(公告)号 CN2903222Y 公开(公告)日 2007-05-23
申请人 同济大学; 发明人 薛伟辰; 张蜀泸;
摘要 一种混杂 纤维 塑料筋,它包含有两种或者两种以上的塑料纤维束,并用基底材料将这些塑料纤维束粘结成一整体。选用的塑料纤维应具有不同的极限拉应变和 弹性模量 ,纤维可以为 碳 纤维、芳纶纤维、玻璃纤维等。混杂塑料纤维束应分层次布置,极限拉应变较大者布置在筋的最里层,依此排序,循环逐层布置。将一种高弹性模量、低极限延伸率的塑料纤维和一种或一种以上低弹性模量、高延伸率的塑料纤维混杂编织,然后按照常规生产方法生产的混杂纤维塑料筋,结合了不同纤维塑料筋的优点,有效地改善了单种塑料纤维筋 混凝土 构件的延性性能。
权利要求

1.一种混杂纤维塑料筋,它包括塑料纤维束和基底材料,其特征在于:混杂纤维塑料筋中含 有两种或者两种以上的塑料纤维束,用基底材料将这些塑料纤维束粘结成一整体。
2.根据权利要求1所述的一种混杂纤维塑料筋,其特征在于:选用具有不同的极限拉应变和 弹性模量的塑料纤维,纤维可以为纤维、芳纶纤维、玻璃纤维等。
3.根据权利要求1所述的一种混杂纤维塑料筋,其特征在于:混杂塑料纤维束应分层次布置, 极限拉应变较大者布置在筋的最里层,依此排序,循环逐层布置。

说明书全文

技术领域

本实用新型涉及一种建筑材料,具体涉及一种制作混凝土构件的混杂纤维塑料(HFRP)筋。

背景技术

长期以来,建筑构件多采用混凝土结构,筋的锈蚀严重影响了混凝土结构的耐久性, 尤其是在濒临海港、码头的建筑更是如此。而纤维塑料(FRP)筋以其良好的抗腐蚀性能,成 为彻底解决钢筋锈蚀问题最具潜的选材之一。与普通钢筋相比,FRP筋具有以下优点:(1) 抗腐蚀性能良好;(2)抗拉强度高;(3)比重小等。但是,FRP筋在混凝土结构中应用的发展较 为缓慢。除了成本较高、对新材料性能了解不够等因素制约外,另外一个重要原因在于单一 纤维的塑料筋,如纤维(CFRP)筋,玻璃纤维(GFRP)筋,芳纶纤维(AFRP)筋等,其应力应变 呈线性关系,没有类似钢筋的屈服平台。该缺点导致了FRP筋混凝土结构延性较差,破坏时 没有明显的征兆,结构破坏的突发性较强,容易酿成事故。因此,延性问题是FRP筋能否得 到广泛应用所需解决的根本问题之一。
发明内容
为克服上述缺点,本实用新型提出了一种混杂纤维塑料(HFRP)筋。解决的技术问题是改 善FRP筋混凝土构件的延性性能。本发明方案是将一种高弹性模量、低极限延伸率的塑料纤 维和一种或一种以上低弹性模量、高延伸率的塑料纤维混杂编织,再按照常规生产方法生产 混杂纤维塑料筋。
一种混杂纤维塑料(HFRP)筋,它包括塑料纤维束和基底材料,混杂纤维塑料筋中含有两 种或者两种以上的塑料纤维束,用基底材料将这些塑料纤维束粘结成一整体。
选用具有不同的极限拉应变和弹性模量的塑料纤维,纤维可以为碳纤维、芳纶纤维、玻 璃纤维等
混杂塑料纤维束应分层次布置,极限拉应变较大者布置在筋的最里层,依此排序,循环 逐层布置。
基底材料一般为聚酰胺树脂、聚乙烯树脂或者环树脂等。
通过几种塑料纤维的混杂,HFRP筋具有比混杂前弹性模量较低者高的初始弹性模量,以 及比混杂前极限延伸率较低者高的极限延伸率,这是两种或两种以上纤维混杂后的综合体现, 当混杂纤维塑料筋应变达到两种纤维中极限应变较小者时,极限应变较小的纤维将被拉断, 此时由极限应变较大者承受拉力,直至混杂纤维塑料筋被拉断。在极限应变较小的纤维断裂 的过程中,由于在混杂纤维塑料筋内部受力的重新调整,因此混杂纤维塑料筋具有类似钢筋 的屈服台阶。
以下结合附图实施例加以详细说明。

附图说明

图1是由两种塑料纤维束构成的混杂纤维塑料筋的横断面示意图。
1.玻璃纤维束、2.碳纤维束、3.基底材料。
图2是塑料纤维在混杂之前的应力应变关系图。
图3是本实用新型的的应力应变关系图。
σ:应力、ε:应变、A:碳纤维束、B:玻璃纤维束。
具体实施例
本实施例中混杂纤维塑料筋包括1.玻璃纤维、2.碳纤维\3.基底材料,基底材料选用聚 酰胺树脂;根据对纤维塑料筋力学性能的要求,本实例所采用碳纤维与玻璃纤维的体积比例 为1∶3,纤维和树脂的体积比例为1∶1。将这两种塑料纤维混杂编织,玻璃纤维束因极限拉 应变较大,布置在筋的最里层,第二层是碳纤维束,通过聚酰胺树脂将两种塑料纤维胶凝, 然后按照交替方式逐层布置玻璃纤维束和碳纤维束,并用聚酰胺树脂将其粘结成整体。按照 常规生产方法生产混杂纤维塑料筋。
本实用新型也可以将两种或两种以上的塑料纤维混杂编织成束,然后逐层布置,并用基底 材料将其粘结成整体。
混杂前塑料纤维的应力应变关系如图2所示,混杂纤维塑料筋的应力应变关系如图3所示。 试验证明:本实用新型结合了不同纤维塑料筋的优点,可有效地改善单种塑料纤维筋混凝土 构件的延性性能。
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