[实用新型]一种表面缠尼龙带的碳纤维复合材料筋

说明书

本实用新型涉及一种表面缠尼龙带的碳纤维复合材料筋，属于建筑材料技术领域。以单向碳纤维束环氧树脂复合材料作为筋材，筋材的表面均匀缠绕尼龙带，当所述筋材的端部作为锚固段时，锚固段的外表面剥离尼龙带后具有连续的螺旋肋构造。所述螺旋肋的厚度为0.1mm‑0.5mm，宽度为4mm‑10mm，相邻螺旋肋的间距为2mm‑4mm。筋材中碳纤维束的积含量为65％‑78％。以作为桥梁缆索为例，成品筋材两锚固端的尼龙带剥离方便，锚固端表面具有螺旋树脂肋，用于增加筋材表面和锚固料之间的机械咬合力，提高了筋材的锚固效率。由于生产过程中筋材不需要进行退绕，不需要考虑筋材成型过程中树脂瘤带来的尼龙带难剥离问题，生产效率更高，过程控制更稳定。

技术领域

本实用新型涉及一种表面缠尼龙带的碳纤维复合材料筋，属于建筑材料技术领域。

背景技术

碳纤维复合材料筋材具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳、减震性能好等优异性能，将其用于桥梁缆索中的拉索部件，已成为提高桥梁跨径与耐久性的一个发展方向。但是一般光圆碳纤维复合材料筋锚固较为困难，这是制约其目前不能得到广泛应用的关键因素。目前，国内外开发出了四种表面存在凹凸结构的碳纤维复合材料筋，用于增加筋材表面与锚固料之间的机械咬合力，提高筋材的锚固效率。

第一种方法是先通过拉挤成型工艺生产光圆碳纤维复合材料筋材，纤维束浸渍环氧树脂在其表面缠绕，环氧树脂固化粘结成肋。这种方法制成带肋筋材的缠绕纤维束与光圆筋材的粘结强度低，容易脱粘，并不能充分发挥碳纤维复合材料筋材的拉伸性能。

第二种方法在将F4带(四氟缠绕带)缠绕在浸渍环氧树脂未固化的预成形筋材，一起牵引进入定型摸具中固化，固化后将F4带退绕，在筋材表面形成螺旋形凹槽。这种方法存在两个问题：一是由于F4带缠绕，使内部连续碳纤维束沿筋材长度方向取向发生波动，导致筋材的拉伸强度与弹性模量均大幅度下降；二是缠绕了F4带后，筋材表面凹凸不平，牵引进入定型摸具固化的过程中摩擦力非常大，容易发生堵模的问题。经过试验测试，该方法生产出来的筋材拉伸强度为2400MPa左右，拉伸模量为150GPa左右。

第三种方法是通过机械法在筋材表面加工形成螺纹结构。这种方法会切断筋材表面碳纤维束，影响筋材的拉伸强度及刚度，造成一定的材料浪费。

第四种方法是浸渍环氧树脂的碳纤维束通过光圆模具后，在圆形纤维束表面缠绕尼龙带，经过多道烘箱固化工艺后，对缠绕带进行退绕，使得筋材表面形成连续的螺旋树脂肋。这种工艺方法生产出的筋材表面通长都带有螺旋树脂肋，而表面螺旋树脂肋仅用于筋材两端锚固性能提升，锚固部位外筋材的螺旋树脂肋并没有实际作用，但为了制造表面带螺旋树脂肋筋材，整个生产过程中都要对筋材表面缠绕的尼龙带进行退绕，且退绕过程不稳定，如遇到筋材表面产生树脂瘤，树脂瘤处的尼龙带与筋材表面粘结再一起很难退绕，最终会导致退绕尼龙带反绕断裂。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种表面缠尼龙带的碳纤维复合材料筋，该筋材表面缠尼龙带，该制备方法具有一次加工成型，工艺简便，不易堵模的优点。本实用新型具有高强度、高模量的特点，一方面解决了光圆碳纤维复合材料筋难锚固的难点，另一方面在生产过程中不需要考虑筋材成型过程中树脂瘤带来的缠绕带难剥离问题，生产过程更简单、更稳定。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种表面缠尼龙带的碳纤维复合材料筋，以单向碳纤维束环氧树脂复合材料作为筋材，筋材的表面均匀缠绕尼龙带，当所述筋材的端部作为锚固段时，锚固段的外表面剥离尼龙带后具有连续的螺旋肋构造。

所述螺旋肋的厚度为0.1mm-0.5mm，宽度为4mm-10mm，相邻螺旋肋的间距为2mm-4mm。

筋材中碳纤维束的积含量为65％-78％。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：