一種耗能阻尼材料、制備方法及其用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種抗震新材料，尤其涉及一種耗能抗震材料、制備方法及其用途。
【背景技術(shù)】
[0002]耗能減震技術(shù)是近年來迅速發(fā)展起來的更加合理、有效、安全、經(jīng)濟的工程抗震方法。這種方法徹底改變了傳統(tǒng)“強化”結(jié)構(gòu)的抗震思路，在結(jié)構(gòu)間設(shè)計耗能元件，通過摩擦、剪切變形或其裝置的塑性變形來消耗地震能量，以減少主體結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)或減輕其破壞，達到減震控制的目的。目前，已經(jīng)研宄開發(fā)了多種耗能減震裝置，例如摩擦耗能器、金屬耗能器、粘彈性耗能器和粘滯耗能器等。這種裝置在橋梁方面的運用，使得有耗能裝置橋梁的坍塌率低于沒有耗能裝置的橋梁，由此可見耗能裝置的應(yīng)用對橋梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展具有的重要性。
[0003]當前現(xiàn)有技術(shù)中使用的耗能裝置一方面存在價格比較高的缺陷，制作工藝比較繁瑣，另一方面耗能裝置的可置換性比較差，當達到使用極限時更換繁瑣，耗費大量人力物力。
[0004]有鑒于上述現(xiàn)有的耗能裝置存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學理的運用，積極加以研宄創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型耗能阻尼材料、制備方法及其用途，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研宄、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的耗能裝置存在的缺陷，而提供一種新型耗能阻尼材料、制備方法及其用途，制備工藝簡單，成本低廉，從而更加適于實用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
[0006]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的耗能阻尼材料，所述耗能阻尼材料由互相垂直設(shè)置的玻璃纖維絲和填充在所述玻璃纖維絲內(nèi)部的填充料組成。
[0007]更進一步的，前述的耗能阻尼材料，所述玻璃纖維絲為多根，其中多根玻璃纖維絲分為兩組，同組之間的玻璃纖維絲互相平行設(shè)置，所述兩組玻璃纖維絲之間互相垂直設(shè)置組成纖維網(wǎng)格。
[0008]更進一步的，前述的耗能阻尼材料，所述填充料為環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物。
[0009]耗能阻尼材料的制備方法，所述方法包括如下步驟，
[0010]I)制備纖維網(wǎng)格，纖維系三維網(wǎng)格的固定；
[0011]2)將制備好的纖維網(wǎng)格放置在模具內(nèi)，澆筑橡膠環(huán)氧樹脂，澆筑材料的固化和水冷卻一需要澆水；
[0012]3)按照一定的尺寸切割成形，安裝到橋梁或建筑所需位置。
[0013]更進一步的，前述的耗能阻尼材料的制備方法，所述纖維網(wǎng)格由玻璃纖維絲組成，所述玻璃纖維絲為多根，其中多根玻璃纖維絲分為兩組，同組之間的玻璃纖維絲互相平行設(shè)置，所述兩組玻璃纖維絲之間互相垂直設(shè)置組成纖維網(wǎng)格。
[0014]更進一步的，前述的耗能阻尼材料的制備方法，所述填充料為環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物。
[0015]將所述耗能阻尼材料用于橋梁減震。
[0016]將所述耗能阻尼材料用于房屋減震。
[0017]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明的耗能阻尼材料、制備方法及其用途至少具有下列優(yōu)占.V.
[0018]本發(fā)明的耗能阻尼材料的主體材料選用環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物，因此具有較小的彈模模量，在力作用下變形大，阻尼較高，當遇到地震時，一方面可以利用其裝置的剪切變形來耗能，另一方面由于其阻尼高，利用摩擦來耗能，這樣主體結(jié)構(gòu)就可以吸收少量能量，從而達到減震、抗震的要求，保證了結(jié)構(gòu)的安全性；同時本發(fā)明的耗能阻尼材料制備原料來源廣泛，譬如玻璃纖維絲在省內(nèi)鹽城的固馳玻璃有限公司就有，并且價格適中，制備過程中不需要苛刻的條件和復(fù)雜的設(shè)備即可完成，同時根據(jù)主體結(jié)構(gòu)間的需求，在前期加工時，根據(jù)要求用加熱鋼板切割成所需要的形狀；本發(fā)明的耗能阻尼材料不僅在橋梁方面降低其坍塌率，還可以將其運用到房建領(lǐng)域，同樣可以解決地震時上層結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)間斷裂嚴重的問題。此外，由于環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物與玻璃纖維網(wǎng)一體化，增加了其韌性、耐沖擊性，且切割后的固體小塊為三向受壓形式，因此其抗壓性能得到較高的提升，因而進一步的延長其使用壽命。
[0019]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例詳細說明如后。
【附圖說明】
[0020]圖1所示為本發(fā)明耗能阻尼材料結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖中標記含意:1.玻璃纖維絲2.纖維網(wǎng)3.環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物
【具體實施方式】
[0022]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，對依據(jù)本發(fā)明提出的耗能阻尼材料、制備方法及其用途，其【具體實施方式】、特征及其功效，詳細說明如后。
[0023]實施例1
[0024]如圖1所示耗能阻尼材料的結(jié)構(gòu)示意圖，包括有玻璃纖維絲1、纖維網(wǎng)格2和環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物3 ;耗能阻尼材料是由互相垂直設(shè)置的玻璃纖維絲I和填充在玻璃纖維絲I內(nèi)部的填充料3所組成的一體式結(jié)構(gòu)。
[0025]玻璃纖維絲I為多根，其中多根玻璃纖維絲I分為兩組，同組之間的玻璃纖維絲I互相平行設(shè)置，兩組玻璃纖維絲I之間互相垂直設(shè)置組成纖維網(wǎng)格2，填充料3為環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物3，填充在纖維網(wǎng)格2內(nèi)部。
[0026]本發(fā)明的耗能阻尼材料制備方法包括如下步驟，
[0027]I)制備纖維網(wǎng)格；首先，我們需要制作一個Im3的鋁制無蓋正方形盒。除底蓋外，其它四面各開400個小口(每面縱橫各20個，各小口間距5公分)。多根玻璃纖維大致分為兩組，一組負責縱向兩面之間多孔的連接(從一面正方形小口穿線到另一面正方形小口，在小口處玻璃纖維打結(jié)、錨緊)，另一組負責兩面的穿線，最后形成縱橫交錯、互相垂直的纖維網(wǎng)格。
[0028]2)將制備好的纖維網(wǎng)格放置在模具內(nèi)，然后將液態(tài)的環(huán)氧樹脂和橡膠混合物填充料注入模具(鋁制正方形盒)內(nèi)，并加脂肪族多胺、脂環(huán)族多胺，此類固化劑可以在室溫下固化，用量=MG/Hn (式中:M =胺分子量，Hn =含活潑氫數(shù)目，G =環(huán)氧值(每100克環(huán)氧樹脂中所含的環(huán)氧當量數(shù)))；此外稀料采用非活性稀釋劑如:乙醇、丙酮、苯、甲苯、二甲苯等，用量約為15%，2種非活性稀釋劑可以混合使用，有時為了降低固化成品的收縮率、減少孔隙和龜裂也使用活性稀釋劑，如環(huán)氧丙烷丁基醚、環(huán)氧丙烷苯基醚、多縮水甘油醚等；因為單純的環(huán)氧樹脂固化后較脆、沖擊韌度、抗彎強度及耐熱性能較差，常用增塑劑、增韌劑來使樹脂增加可塑性、改善韌性、提高抗彎強度和沖擊韌度。
[0029]3)最后將模具內(nèi)的材料用加熱的鋼板沿四周順切，將材料取出，然后根據(jù)工程抗震的需求切割成所需要的形狀即可。
[0030]本發(fā)明的耗能阻尼材料不僅在橋梁抗震方面應(yīng)用能降低其坍塌率，還可以將其運用到房建領(lǐng)域，同樣可以解決地震時上層結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)間斷裂的問題。
[0031]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種耗能阻尼材料，其特征在于:所述耗能阻尼材料由互相垂直設(shè)置的玻璃纖維絲和填充在所述玻璃纖維絲內(nèi)部的環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耗能阻尼材料，其特征在于:所述玻璃纖維絲為多根，其中多根玻璃纖維絲分為兩組，同組之間的玻璃纖維絲互相平行設(shè)置，所述兩組玻璃纖維絲之間互相垂直設(shè)置組成纖維網(wǎng)格。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的耗能阻尼材料，其特征在于:所述填充料為環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物。
4.耗能阻尼材料的制備方法，其特征在于:所述方法包括如下步驟， 1)制備纖維網(wǎng)格，纖維系三維網(wǎng)格的固定； 2)將制備好的纖維網(wǎng)格放置在模具內(nèi)，澆筑橡膠環(huán)氧樹脂，澆筑材料的固化和水冷卻一需要澆水； 3)按照一定的尺寸切割成形，安裝到橋梁或建筑所需位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耗能阻尼材料的制備方法，其特征在于:所述纖維網(wǎng)格由玻璃纖維絲組成，所述玻璃纖維絲為多根，其中多根玻璃纖維絲分為兩組，同組之間的玻璃纖維絲互相平行設(shè)置，所述兩組玻璃纖維絲之間互相垂直設(shè)置組成纖維網(wǎng)格。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的耗能阻尼材料的制備方法，其特征在于:所述填充料為環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物。
7.將所述耗能阻尼材料用于橋梁減震。
8.將所述耗能阻尼材料用于房屋減震。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種耗能阻尼材料、制備方法及其用途，所述耗能阻尼材料由互相垂直設(shè)置的玻璃纖維絲和填充在所述玻璃纖維絲內(nèi)部的填充料組成。本發(fā)明的耗能阻尼材料的主體材料選用環(huán)氧樹脂和橡膠的混合物，因此具有較小的彈模模量，在力作用下變形大，阻尼較高，當遇到地震時，一方面可以利用其裝置的剪切變形來耗能，另一方面由于其阻尼高，利用摩擦來耗能，這樣主體結(jié)構(gòu)就可以吸收少量能量，從而達到減震、抗震的要求，保證了結(jié)構(gòu)的安全性。
【IPC分類】C08L63-00, C08L21-00, C08K7-14
【公開號】CN104672784
【申請?zhí)枴緾N201510118236
【發(fā)明人】張建東, 劉朵, 陳雄, 徐秀麗, 李雪紅
【申請人】蘇交科集團股份有限公司, 南京工業(yè)大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年3月17日