FRP筋材制备技术和其应用.pdfVIP

FRP筋材制备技术夏其应用 FRP筋材制备技术及其应用 赵谦h2戴方毕1夏涛1 杨中平， 王善元z 摘要本文介绍了FRP筋材的制备工艺与装备，研究了主要工艺参数对FRP筋材 性能的影响，提出了六个FRP筋材混杂模型，并通过试验对其中两个模型进行了验证。 用FRP筋材进行了应用试验研究和工程应用。 关键词拉-绕成型IFRP筋材I工艺参数；混杂}应用 I引言 FRP筋材具有轻质高强、耐腐蚀、低导电率、性能可设计、与水泥混凝土的线膨胀系数相近 等优点[1]，尤其适用于水利工程、海港工程和化工腐蚀环境下的结构工程等。在结构中使用 FRP筋材已成为一个重要的研究领域和新兴产业嘲。在欧美发达国家，上世纪八十年代就开始 研究FILP筋材及其应用技术，并已形成了施工规范。我国对FRP筋材的制备技术研究较少，应 用试验研究刚刚起步，工程应用更少见报道。而且工程应用研究采用的FRP筋材多为进口。本 文介绍了FRP筋材制备工艺与装备，研究了FRP筋材的基本性能，在国内首次采用FRP筋材 作为增强筋增强污水处理池。为FRP筋材的推广应用提供了基础数据，工程应用具有示范 作用。 2制造与检测 2．1原料 FRP筋材所用原料见表1。 表I FRP筋材配方 2．2生产工艺 在拉挤复合材料成型工艺的基础上，引入缠绕成型工艺，FRP筋材一次成型，形成专用的 拉挤一缠绕成型工艺，工艺流程如图1所示。 2．3螺纹的形成 从纱架上引出的纤维束浸渍树脂后，在其表明缠绕具有一定张力的线绳，形成螺纹状凹槽。 螺纹有利于提高混凝土对筋材的握裹力。 瓷助项目：科技部科研院的技术开发研究专项资金项目“高性能复合材料筋材的研究与制备” 水利工程海洋工程新材料新技术 回 匪巫刊 I l 臣丑—伍田—匹丑—回 圈t FRp簖材工葶流穗圈 2．4分析测试 必须对试样中部进行磨细处理，这对表面螺旋变形的FRP筋材不合适，因为对拉挤型光面 FRP棒材，磨细后还是可以表征材料的拉伸性能，但表面螺旋变形的FRP筋材的芯部拉伸性 材的拉伸性能进行测试。并建立材料测试和评价方法，为FRP筋材的性能评价及其性能提高 提供保证。 3结果与讨论 3．1豫P筋材规格及力学性能 +19、+22、帕5等。FI啦筋材的主要性能指标见表z。 表2 FRP筋材的主要性能指标 怕FRP筋材的拉伸性能指标(见表3、表4)已达到国外同类产品的技术水平。 表3 GFRP筋材的拉伸性能与国外产品比较 FRP筋材制备技术夏其应用 3．2纤维体积含量和FRP材料力学性能 通过三组试验．研究纤维体积含量对FRP筋材力学性能的影响。试验结果见表5。 表5不同纤维体积含量FRP筋材的测试结果 纤维体积含量从59．4％增加到65．7％时，拉伸强度提高了15．1％，弹性模量提高了4．5％。 3．3 FRP筋材螺纹螺距和材料力学性能 线绳缠绕螺距不同，将对FRP筋材产生不同的约束力，试验结果见表6。 表6不同螺距的FRP筋材的测试结果 从试验结果可以看出：螺距为19mrn时，筋材的性能较 好，螺距过大或过小都使得FRP筋材的拉伸强度下降。由于 拉挤一缠绕工艺中FRP筋材要靠线绳缠绕形成表明螺纹，螺 距过大缠绕线绳对筋材的预成型体约束不充分，筋材内夹带 气泡等缺陷的机会多，进而使筋材的性能下降；而当螺距过 小，虽然缠绕线约束很充分，但筋材纤维受缠绕线绳约束，损 伤的可能性增大，且表面弯曲打折的纤维变多，轴向纤维含量 下降，使得FRP筋材强度下降。 3．4缠绕张力