[发明专利]FRP筋材端头螺母及其制造方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种FRP筋材的配件，尤其涉及一种FRP筋材端头螺母及其制造方法和应用。具体地说，将FRP筋材端头螺母安装在FRP螺纹筋的端部，发挥如通常钢筋端部弯头的功能。 

背景技术

目前，钢筋混凝土技术已经广泛应用于土木工程、军工建筑、以及某些特殊工程，其技术已经很成熟。然而，传统的钢筋混凝土配筋、或预应力钢绞线均依赖于钢铁。自从蒸汽机发明以来，钢铁资源已经被开采了三百多年，资源有限，而开采成本随着资源的不断耗竭而大幅度增大，因此需要寻找有效的替代资源。以玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维或其他高强度纤维为主要材料，以树脂为辅助材料制成的一种新型材料——纤维增强聚合物（Fiber Reinforced Polymer, 简称FRP）及纤维筋材（简称FRP筋材）成了具有广阔发展前景的替代产品。 

FRP筋材的强度是钢材的1.5～2.5倍，密度是钢材的1/5～1/4，具有不锈蚀和耐久性好等优点，是一种高强、轻型和优质的新型建筑复合材料。 

美国OCF公司凭借其在玻璃纤维领域的优势，研发了轻型的玻璃纤维复合筋等新型建筑复合材料；21世纪初，日本的专家又研究出用基于碳纤维增强树脂的高强碳纤维复合筋代替钢筋等新材料，并应用于实际工程，发挥了复合筋重量轻、强度高和耐腐蚀性强诸优点。 

近几年来，碳纤维复合筋在我国也有小规模的生产和应用试验，并且经过国家建材局产品质检中心和中冶研究院等对复合筋的安全使用性能进行了试验和研究。我们经过多年的理论研究与实验探索，在湖北省秭归县松树坳大桥的零号桥台和一号桥墩之间，建造了国内第一跨完全由FRP筋材、FRP预应力筋材以及FRP锚具组成的混凝土简支梁。该桥梁属于湖北省科技厅立项的研究项目“完全非金属材料配筋混凝土桥梁关键技术研究”的依托工程，具有一定的示范作用和开拓意义。 

由于FRP材料与钢铁材料物理性质有一些差异，因此需要开发特殊的技术和工艺，扬长避短，充分发挥新材料在节能、减少污染和开发新资源方面的作用。本项发明针对FRP筋材不便象钢筋一样随意弯曲成型的特点，开发一种预应力螺母，可以方便地安装于筋材的端部，安全地提高筋材与混凝土的握裹力、有效地取代传统钢筋端部的弯头。 

经检索，未见用螺母安装于FRP筋材端部的报道，亦未见关于制作FRP筋材端部弯头的专利技术。 

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种FRP筋材端头螺母及其制造方法和应用。 

本发明的目的是这样实现的： 

一、FRP筋材端头螺母

    FRP筋材端头螺母的内壁是一种和FRP螺纹筋外径适配的结构；

FRP筋材端头螺母的横截面外沿为圆形或多边形，外形为圆柱体、圆台体、棱柱体或棱台体。

    二、FRP筋材端头螺母的制造方法 

FRP筋材端头螺母的制造方法包括下列步骤：

①将短切纤维杂乱地混合于树脂胶液中，得胶料；

其重量百分比：纤维40～60%，树脂胶液60～40%；

②采用一层胶料、一层纤维布的工艺，在缠绕机械上缠绕，纤维布的

层数为4～7层，得到基材毛胚；

按重量百分比：纤维布50～60%，胶料：50～40%；

③将基材毛胚放入模具中加温加压成型，并使用机械退模方法取出成品。

各材料的功能：                                                                          

短切纤维的功能在于增强构件的抗剪切强度和剪切模量，杂乱的短切纤维的功能是加强材料的伪各向同性，提高构件的力学性能；

树脂胶液起固化和成型作用；

缠扰的纤维布用于增加环向和轴向抗拉强度和弹性模量。

二、本发明具有下列优点和积极效果： 

1、本FRP筋材端头螺母可用于FRP螺纹筋的端部，起到钢筋弯头的作用；

2、本FRP筋材端头螺母可应用于预应力FRP螺纹筋，增加混凝土对FRP螺纹

筋的握裹力，

3、使用本FRP筋材端头螺母时操作简便；

4、本FRP筋材端头螺母的制造，采用机械化、半自动压模成型方法，提高了生产效率，减轻劳动强度，减少了原材料的损耗和作业场地，具有节能、减排效果。

附图说明

图1是本螺母穿过单根FRP螺纹筋时的示意图（纵向剖面）；