[发明专利]非金属防腐型预应力锚具及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预应力锚具，特别是一种非金属防腐型预应力锚具。

背景技术

在预应力混凝土工程和地下洞室的预应力锚索体系中，常用锚夹具来锚固预应力钢束和预应力锚索，并将预应力钢束等的拉力传递到混凝土内部，使混凝土处于单向或多向受压状态，减小结构变形并能使混凝土成为核心混凝土以增大它的强度和延性。

目前生产的锚具主要采用高强钢材制作，其强度高，能够很好满足受力要求，但其最大的缺点是使用过程中易腐蚀，腐蚀后锚具强度降低，进而造成预应力损失和预应力结构失效，最终给工程质量带来隐患。为了避免腐蚀问题，现有技术中也采用了橡胶、化学树脂等非金属材料来制作锚具，而橡胶、化学树脂这些材料在力的作用下容易变形，使得体积不稳定，从而使锚具的强度和刚度降低。

发明内容

基于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的是提供一种既能避免锚具腐蚀又能保证锚具体积稳定、强度和刚度也稳定的非金属防腐型预应力锚具。

本发明的非金属防腐型预应力锚具由活性粉末混凝土锚坯、预张拉碳纤维布和三片式夹片组成。其中，锚坯外侧为圆柱形，内侧为锥形空腔。三片式夹片在锚坯的内腔中拼接形成一个中央为空心的锥体，空心部分用于穿设钢筋束。碳纤维布设置在锚坯的端面和外侧面。在锚坯外侧沿锚坯长度方向设置有一个用于连接碳纤维布的键槽，碳纤维布的端头采用平键压紧在该键槽中，碳纤维布端头固定后，碳纤维布端头固定后，在卷扬机上对碳纤维布进行张拉使碳纤维布沿锚坯外侧面缠绕四层，并用高强度粘结剂粘结固定。一种生产上述锚具的方法，首先制作锚坯的模具，并将活性粉末混凝土材料装入模具，振捣密实后放入蒸压釜进行蒸压成型；其次将裁好的端部碳纤维布粘贴在锚坯的端面，并将大于锚坯端面的碳纤维布粘贴在锚坯的侧面；然后，将裁好的侧面碳纤维布的一端放入键槽，用平键固定，在碳纤维布上涂好高强环氧树脂胶，在卷扬机上对碳纤维布进行张拉并缠绕至四层。

活性粉末混凝土(RPC：Reactive Powder Concrete)是一种高强度、高韧性、高耐久性、高体积稳定性和环境友好型的新型材料，它具有200-800MPa的抗压强度和50MPa左右的抗拉强度，其断裂性能可和金属媲美，抗氯离子渗透、抗碳化、抗腐蚀、抗渗、抗冻及耐磨等性能优于普通混凝土和高性能混土。碳纤维布是一种具有极高抗拉强度的材料。本发明中，充分利用这两种材料的优势，将RPC的高抗压性能和高耐久性能与碳纤维布的高抗拉性能结合 起来，解决现在金属预应力锚具的腐蚀问题和强度问题。

对于本发明，沿锚坯外侧环向设置的预张碳纤维布将对锚坯使加环向预压应力，同时在锚夹具工作时，锚坯轴向受到钢束、锚索的内缩力以及夹片对锚坯径向的外推力，使锚坯RPC处于三向受压状态，很好的利用了活性粉末混凝土的高抗压性能并提高了锚坯的体积稳定性。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明采用活性粉末混凝土代替金属材料作为锚夹具的锚坯材料，有效的解决了金属锚夹具的腐蚀问题和耐久性问题；

(2)碳纤维布的使用既能解决活性粉末混凝土的抗拉强度低的问题，又能进一步提高的活性粉末混凝土的耐久性和体积稳定性。

(3)本发明的非金属防腐型预应力锚具，加工工艺简单，成本低，便于推广应用。

以上三方面的创新能为锚夹具的生产制作提供了新的思路，新的参考。

附图说明：

图1为本发明的非金属防腐型预应力锚具的立体图；

图2本发明的非金属防腐型预应力锚具纵剖面示意图；

图3为本发明的非金属防腐型预应力锚具端面示意图

图4为本发明的非金属防腐型预应力锚具平面示意图

具体实施方式：

一种非金属防腐型预应力锚具由活性粉末混凝土锚坯1、碳纤维布2和三片式夹片3组成。其中，锚坯1外侧为圆柱形，内侧为锥形空腔。三片式夹片3在锚坯1的内腔中拼接形成一个中央为空心的锥体，空心部分用于穿设钢筋束6。碳纤维布2设置在锚坯1的端面和外侧面。在锚坯1外侧沿锚坯1长度方向设置有一个用于连接碳纤维布2的键槽4，碳纤维布2的端头采用平键5压紧在该键槽4中，碳纤维布端头固定后，在卷扬机上对碳纤维布2进行张拉使碳纤维布2沿锚坯1外侧面缠绕四层，并用高强度粘结剂粘结固定。

一种生产上述锚具的方法，首先制作锚坯的模具，并将活性粉末混凝土材料装入模具，振捣密实后放入蒸压釜进行蒸压成型；其次将裁好的端部碳纤维布粘贴在锚坯的端面，并将大于锚坯端面的碳纤维布粘贴在锚坯的侧面；然后，将裁好的侧面碳纤维布的一端放入键槽，用平键固定，在碳纤维布上涂好高强环氧树脂胶，在5000KN卷扬机上对碳纤维布进行张拉并缠绕至4层。