專利名稱：一種基于高強(qiáng)度混凝土復(fù)合材料的圓柱體夾片式錨具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種混凝土材料，尤其涉及一種基于高強(qiáng)度混凝土復(fù)合材料的圓 柱體夾片式錨具。
背景技術(shù)：
鋼材做結(jié)構(gòu)材料的弱點(diǎn)有三個(gè)方面首先，銹蝕改變結(jié)構(gòu)材料的化學(xué)成分，導(dǎo)致鋼 材喪失原有力學(xué)性能，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性；其二，隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)建筑 材料的需求更高，鋼梁、鋼筋(鋼絲)難以滿足要求；其三，鋼材是消耗性資源，不可再生，著 眼人類長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，建筑用材選用非金屬材料替代鋼材是大勢(shì)所趨。非金屬材料具有不銹蝕、無(wú)磁性、電磁絕緣性好、重量輕和強(qiáng)度高等優(yōu)良特性，與 鋼材相比有其獨(dú)特的性能和廣泛的開發(fā)前景。對(duì)于采用非金屬材料制作的預(yù)應(yīng)力筋(索)， 其錨具與鋼質(zhì)錨具有較大的不同，需要研制開發(fā)與FRP(FiberReinforced Polymer，纖維增 強(qiáng)高分子材料)相適應(yīng)的預(yù)應(yīng)力錨固方式和錨具。國(guó)內(nèi)外針對(duì)FRP預(yù)應(yīng)力筋材，研制了一些相應(yīng)錨具，包括2004年，重慶大學(xué)卓 靜等研制采用Q235鋼材制作的用以錨固FRP片材或FRP布材的波浪形錨具，并登記了 實(shí)用新型專利(ZL02244587. 0)；還有東南大學(xué)專利錨具(ZL02242609. 4 ；ZL02242610. 8 ； ZL02242611. 6 ；ZL02242612. 4)以及柳州歐威姆公司專利錨具(ZL02252685. 4 ； ZL03243747.6)。上述錨具均不同程度使用了金屬部件，而由于金屬部件本身會(huì)銹蝕，不能充分發(fā) 揮FRP的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。本申請(qǐng)人已經(jīng)研制了 FRP質(zhì)的錨具(ZL200910273443. 7)，能夠適應(yīng)工程 需要，但是成本較高，因此需進(jìn)一步研究高強(qiáng)度混凝土錨具，該混凝土錨具不含鋼鐵材料。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于高強(qiáng)度 混凝土復(fù)合材料的圓柱體夾片式錨具。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本錨具包括高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)、高強(qiáng)混凝土制錨墊板、高強(qiáng)混凝土制夾片和FRP 筋材；高強(qiáng)混凝土制錨墊板右邊孔和高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)左邊孔對(duì)應(yīng)連接，在高強(qiáng)混凝土 制錨環(huán)內(nèi)連接有高強(qiáng)混凝土制夾片，F(xiàn)RP筋材從左至右依次穿過(guò)高強(qiáng)混凝土制錨墊板、高強(qiáng) 混凝土制錨環(huán)和高強(qiáng)混凝土制夾片。本實(shí)用新型的工作原理 用高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)和高強(qiáng)混凝土制夾片，利用圓錐面自鎖，約束FRP筋材；FRP筋材拉張時(shí)圓錐面松開并移動(dòng)到預(yù)緊位置，卸載并移開拉張機(jī)械后處于自鎖 狀態(tài)；錨具永久置于工程結(jié)構(gòu)中，保持FRP筋材長(zhǎng)期處于預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，錨具本身的蠕變和松弛符合結(jié)構(gòu)壽命要求(例如，橋梁40年，房屋建筑100年，等等)；高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)和高強(qiáng)混凝土制夾片的錐度有0. 1度的差異，消除應(yīng)力集中。本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)和積極效果①不會(huì)銹蝕；②電磁絕緣性好，在結(jié)構(gòu)要求沒(méi)有磁性干擾的情況下，能充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)；③彈性模量與普通混凝土相近，制成的錨具等配件與其他構(gòu)件匹配良好；④重量輕，能降低結(jié)構(gòu)自重，降低造價(jià)。

圖1是本實(shí)用新型的縱向剖視圖；圖2是高強(qiáng)混凝土制錨墊板的主視圖；圖3.1、圖3. 2分別是高強(qiáng)混凝土制夾片(半邊)的主、側(cè)視圖。圖4. 1、圖4. 2分別是FRP筋材的主、側(cè)視圖。圖中10-高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)；20-高強(qiáng)混凝土制錨墊板30-高強(qiáng)混凝土制夾片；40-FRP (Fiber Reinforced Polymer，纖維增強(qiáng)高分子材料)筋材。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本錨具詳細(xì)說(shuō)明一、總體如圖1，本錨具包括高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)10、高強(qiáng)混凝土制錨墊板20、高強(qiáng)混凝土制 夾片30和FRP筋材40 ；高強(qiáng)混凝土制錨墊板20右邊孔和高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)10左邊孔對(duì)應(yīng)連接，在高強(qiáng) 混凝土制錨環(huán)10內(nèi)連接有高強(qiáng)混凝土制夾片30，F(xiàn)RP筋材40從左至右依次穿過(guò)高強(qiáng)混凝 土制錨墊板20、高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)10和高強(qiáng)混凝土制夾片30。二、功能部件1、高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)10如圖2，高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)10是一種外為圓柱內(nèi)為圓錐的結(jié)構(gòu)。圓柱直徑和長(zhǎng)度根據(jù)載荷調(diào)整；圓錐傾角設(shè)計(jì)為6度，依據(jù)錐面的摩擦系數(shù)。其功能是保證錨具工作在應(yīng)力最小的自鎖狀態(tài)。2、高強(qiáng)混凝土制錨墊板20如圖2，高強(qiáng)混凝土制錨墊板20是一種圓形厚塊，其中心設(shè)置有板孔21。其功能是分散錨具的壓力，減小混凝土局部應(yīng)力。3、高強(qiáng)混凝土制夾片30如圖3. 1、圖3. 2，高強(qiáng)混凝土制夾片30是一種外為圓錐內(nèi)為圓柱的結(jié)構(gòu)，沿中心 軸線一分為二，圓柱內(nèi)設(shè)置有內(nèi)齒31。圓柱直徑和長(zhǎng)度根據(jù)載荷調(diào)整；圓錐傾角設(shè)計(jì)為6° +0.1°。[0044]由于設(shè)計(jì)高強(qiáng)混凝土制夾片30的高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)10的圓錐傾角稍大，從而調(diào) 整了應(yīng)力分布，優(yōu)化了錨固效果；當(dāng)采用0. 1度差時(shí)，對(duì)消除局部應(yīng)力集中有足夠好的效 O其功能是使整個(gè)錨具均勻受力，提高錨固效果。4、FRP 筋材 40如圖3. 1、圖3. 2，F(xiàn)RP筋材40是一種外有螺旋的長(zhǎng)線結(jié)構(gòu)。其功能是被錨固作為錨具的拉張構(gòu)件。二、高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)、錨墊板和夾片的材料及其制備方法1、高強(qiáng)度混凝土復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱復(fù)合材料)本復(fù)合材料的組分及重量百分比是7jC 4. 9-5. 3% ；水泥17-19%;砂15-25%;娃灰2.0-2.4%;石英粉2·0-3. 0% ；高效減水劑0.18-0. 20% ；煅燒鋁礬土骨料45-55% ；短切芳綸纖維0. 1-0. 85% ；纖維布0.5-4.0%。2、錨具的制備方法(簡(jiǎn)稱方法)本方法包括下列步驟①攪拌采用強(qiáng)力攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌A、首先將砂、石英粉和煅燒鋁礬土骨料混合，干攪三分鐘；B、加入水泥、硅灰和短切芳綸纖維，再加入一半量的水，攪拌三分鐘；C、加入剩下的水，添加高效減水劑，攪拌六分鐘，得漿液；②成型將所得漿液注入鋼模中并包埋纏繞碳纖維布成型，得試樣；③養(yǎng)護(hù)試樣在M小時(shí)后脫模，再在50°C的熱水中養(yǎng)護(hù)5天，又在220°C的高溫下恒溫養(yǎng) 護(hù)2天。五、本錨具測(cè)試方法和結(jié)果1、測(cè)試方法①采用跳桌法測(cè)定拌和物流動(dòng)度，根據(jù)6BM19-81《水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定方法》操 作；②根據(jù)GB177-85《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》規(guī)定，熱養(yǎng)護(hù)后的試件在烘箱中冷卻 至室溫后再進(jìn)行抗壓強(qiáng)度的測(cè)定。2、測(cè)試結(jié)果試件抗壓強(qiáng)度σ。= 153. 3Mpa ；
5[0078]彈性模量E = 656Pa ；泊松比μ = 0. 16 ；密度P = 2700kg/m3。由此可見(jiàn)，本復(fù)合材料有與鋼材相近的特性，可取代鋼材；具有與混凝土一致的彈 性模量，易于與混凝土結(jié)構(gòu)本體匹配。
權(quán)利要求1.一種基于高強(qiáng)度混凝土復(fù)合材料的圓柱體夾片式錨具，其特征在于包括高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)(10)、高強(qiáng)混凝土制錨墊板(20)、高強(qiáng)混凝土制夾片(30)和 FRP 筋材(40)；高強(qiáng)混凝土制錨墊板00)右邊孔和高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)(10)左邊孔對(duì)應(yīng)連接，在高強(qiáng) 混凝土制錨環(huán)(10)內(nèi)連接有高強(qiáng)混凝土制夾片(30)，F(xiàn)RP筋材00)從左至右上依次穿過(guò) 高強(qiáng)混凝土制錨墊板(20)、高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)(10)和高強(qiáng)混凝土制夾片(30)。
2.按權(quán)利要求1所述的圓柱體夾片式錨具，其特征在于所述的高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)(10)是一種外為圓柱內(nèi)為圓錐的結(jié)構(gòu)。
3.按權(quán)利要求1所述的圓柱體夾片式錨具，其特征在于所述的高強(qiáng)混凝土制錨墊板O0)是一種圓形厚塊，其中心設(shè)置有板孔01)。
4.按權(quán)利要求1所述的圓柱體夾片式錨具，其特征在于所述的高強(qiáng)混凝土制夾片(30)是一種外為圓錐內(nèi)為圓柱的結(jié)構(gòu)，沿中心軸線一分為 二，圓柱內(nèi)設(shè)置有內(nèi)齒(31)。
5.按權(quán)利要求1所述的圓柱體夾片式錨具，其特征在于 所述的FRP筋材00)是一種外有螺旋的長(zhǎng)線結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于高強(qiáng)度混凝土復(fù)合材料的圓柱體夾片式錨具，涉及一種混凝土材料。本實(shí)用新型包括高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)(10)、高強(qiáng)混凝土制錨墊板(20)、高強(qiáng)混凝土制夾片(30)和FRP筋材(40)；高強(qiáng)混凝土制錨墊板(20)右邊孔和高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)(10)左邊孔對(duì)應(yīng)連接，在高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)(10)內(nèi)連接有高強(qiáng)混凝土制夾片(30)，F(xiàn)RP筋材(40)從左至右依次穿過(guò)高強(qiáng)混凝土制錨墊板(20)、高強(qiáng)混凝土制錨環(huán)(10)和高強(qiáng)混凝土制夾片(30)。本實(shí)用新型完全使用非金屬材料，不會(huì)銹蝕；防磁性干擾；電磁絕緣性好；彈性模量與普通混凝土相近，制成的錨具等配件與其他構(gòu)件匹配良好；重量輕，能降低結(jié)構(gòu)自重和造價(jià)。
文檔編號(hào)E04C5/02GK201896407SQ20102060413
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者金文成 申請(qǐng)人:金文成