[发明专利]一种混杂纤维经编格栅

说明书

本发明公开了一种混杂纤维经编格栅，属于土木工程材料领域，由纵向混杂纤维格栅支和横向混杂纤维格栅支经编而成，其特征在于：所述纵向混杂纤维格栅支为由高模量纤维束和低模量纤维束混合形成的第一混杂纤维格栅支；所述横向混杂纤维格栅支为由高模量纤维束和低模量纤维束混合形成的第二混杂纤维格栅支。本发明利用高、低模量纤维性能不同的特点，对单支格栅，将高模量的纤维束和低模量的纤维束复合成混杂纤维格栅支，编织形成混杂经编格栅，充分利用高、低模量纤维的优点，承载力高，延性大，且具有一定的价格优势，在土木工程中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于土木工程材料领域，特别涉及一种混杂纤维经编格栅。

背景技术

纤维经编格栅网因其力学性能优异，纵横向受力方向明确，在土木工程中已被广泛使用，可应用于增强水泥混凝土，克服混凝土抗拉强度低、延性差、抗冲击性能差等问题；用于增强道路工程中沥青混合料面层，提高路面稳定性、延缓反射裂缝、提高抗疲劳性能等；还可应用于路基、路堤、边坡的加固等，提高受力稳定性。目前采用比较多的是碳纤维经编格栅和玻璃纤维经编格栅。

但是，由于实际工程中较少构件处于均匀受力状态，且构件可能处于较大变形状态，而碳纤维是典型的脆性材料，虽然强度高，弹性模量高，但变形能力差，无法在不均匀应力和较大变形下充分发挥作用；玻璃纤维价格较低，且延性好，但是玻璃纤维强度、模量偏低，用于增强加固致使刚度和承载力均较低；玄武岩纤维因其力学性能好，耐腐蚀，耐高低温等优异性能也逐渐被用于编织纤维格栅。目前出现的纤维经编格栅基本是由一种纤维经编而成，无法综合发挥不同纤维的优势。纤维的混杂是解决单一纤维格栅缺陷的有效途径，格栅中采用混杂纤维后，当受到外界荷载时，受力大的薄弱纤维就会率先开始断裂，随着荷载增大逐渐发展到延性较高的纤维，应力传递更加均匀，降低了局部的应力集中，使格栅具有一定的延性。目前已有的少数混杂纤维格栅，采用的是不同格栅支之间的纤维混杂或者是经纬向采用不同的纤维混杂编织，但此两种混杂纤维经编方法均有其局限性。不同格栅支之间的纤维混杂即高模量纤维格栅支和低模量纤维格栅支交替编织，形成高模量、低模量纤维格栅支间隔交替的混杂纤维格栅，该种混杂纤维格栅虽然初步实现了纤维的混杂应用，但易出现高模量、低模量纤维格栅支受力不协调，混杂纤维格栅应力分布不均，不利于其在增强结构构件中的应用。另一种为经纬向格栅支采用不同的纤维混杂编织，即在主要受力方向(经向或纬向)的格栅支中采用高模量、高强度纤维，而在次要受力方向(经向或纬向)的格栅中支采用低模量、低强度的纤维，该种经、纬向混杂纤维经编格栅仅考虑主、次受力方向格栅支强度的充分利用，未对其延性进行改善，仍未解决高模、高强纤维延性差的问题，未能充分发挥不同纤维的优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，而提供一种具有高强、高模、高延性、变形协调的混杂纤维经编格栅。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种混杂纤维经编格栅，由纵向混杂纤维格栅支和横向混杂纤维格栅支经编而成，其特征在于：所述纵向混杂纤维格栅支为由高弹性模量纤维束和低弹性模量纤维束混合形成的第一混杂纤维格栅支；所述横向混杂纤维格栅支为由高弹性模量纤维束和低弹性模量纤维束混合形成的第二混杂纤维格栅支。

所述第一混杂纤维格栅支高弹性模量纤维的混杂体积分数为15％～25％；所述第二混杂纤维格栅支高弹性模量纤维的混杂体积分数为15％～25％

所述高弹性模量纤维束为碳纤维束；低弹性模量纤维束为玻璃纤维束或玄武岩纤维束。

所述碳纤维束和玻璃纤维束的混合比例为25％：75％；所述碳纤维束和玄武岩纤维束的混合比例为18％：82％。

每支格栅中碳纤维束布置在中间，玻璃纤维束布置在两侧，经纬向格栅支均采用此种混杂纤维格栅支。

所述经向混杂纤维格栅支附有编织线，编织线在经纬向格栅支交叉点5处将纬向格栅支与经向格栅支定位，防止因经纬向格栅支滑移导致的格栅网孔变形。