[发明专利]一种新型智能FRP可弯曲复合钢

说明书

本发明公开了一种新型智能FRP可弯曲复合钢，呈圆柱体，从其中心到最外层，包括依次包裹的核心钢筋、高强钢丝、高弹性模量FRP筋、低弹性模量FRP筋及筋材基体，所述低弹性模量FRP筋中均布有智能光纤传感器。本发明具有耐火、耐腐蚀、可半刚性弯曲及智能监测等，可作为一种高性能建筑筋材。

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，特别涉及一种新型智能FRP可弯曲复合钢。

背景技术

随着国家经济的发展，基础设施建设的工程日益增多，钢筋混凝土或FRP混凝土作为建筑工程中常用的材料被广泛地应用在各类基础设施建设中。混凝土材料是由胶凝材料如水泥、沙子、石子和水，经过与掺和材料、外加剂等按一定比例拌合而成，凝固养护后具有良好的抗压力学性能，但由于材料的特性，混凝土的抗拉力学性能较差，容易在拉伸作用下而发生断裂。为了解决混凝土受拉性能不足的缺点，充分发挥抗压能力强的特性，常在混凝土受拉区域内或特定部位加入一定数量的抗拉性能强的受力钢筋或FRP筋，使两种材料粘结为一个整体后，共同承受外力作用，同时具有较好的抗拉以及抗压的力学性能。传统筋材如螺纹钢、钢绞线、FRP筋等在我国基础工程建设中使用广泛，但在实际使用过程中或多或少均存在问题如下：

(1)传统螺纹钢耐腐蚀性差，不耐火，在桥梁、路面、港口、海洋工程等重要工程中更由于钢筋锈蚀导致的性能严重退化问题十分严重；

(2)钢绞线塑性变形差，不耐火，耐腐蚀性差，在桥梁、超高层建筑中使用和维护成本高昂；

(3)FRP筋无塑性变形，不耐火，弹性模量低，易老化，层间剪切强度低，抗剪性能和抗压性能差。

同时随着社会发展，桥梁、港口等大型建筑等城市生命线工程的安全维护需求也对结构筋材的安全监测提出了更高的要求。

因此，本发明基于不同材料属性，将核心钢筋、高强钢丝、高弹性模量FRP筋、低弹性模量FRP筋相结合，同时引入智能光纤传感纤维，形成一种高性能、半柔性、智能监测的多功能筋材。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型智能FRP可弯曲复合钢，具有耐火、耐腐蚀、可半刚性弯曲及智能监测等，可作为一种高性能建筑筋材。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种新型智能FRP可弯曲复合钢，呈圆柱体，从其中心到最外层，包括依次包裹的核心钢筋、高强钢丝、高弹性模量FRP筋、低弹性模量FRP筋及筋材基体，所述低弹性模量FRP筋中均布有智能光纤传感器。

所述核心钢筋的外表面轴向均匀设有与高强钢丝相吻合的沟槽，所述沟槽中设有高强钢丝。

所述高强钢丝通过高强过氧树脂胶粘附在核心钢筋的沟槽中。

所述高强钢丝的外侧通过高强过氧树脂胶粘附有高弹性模量FRP筋。

所述高弹性模量FRP筋的外侧通过混合过胶粘附有低弹性模量FRP筋。

所述低弹性模量FRP筋的外部包裹有筋材基体。

所述高弹性模量FRP筋为高弹性模量纤维制作成，所述高弹性模量纤维的粗细细于高强钢丝的直径。

所述智能光纤传感器按照圆周方向间隔30°设置。

所述筋材基体为一种耐火的高强树脂基体。

与现有技术相比，本发明的优点是：

该结构在各受力变形阶段能够保持良好的力学属性，可以实现半刚性弯曲运输与绑扎，可以直接裸露在空气中并且保持良好的耐久性，通过改善基体和FRP纤维导热性能提高筋材高温工作性能。与传统筋材相比，优势在于：