專利名稱：一種嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，尤指一種其膠粘劑直接與混凝土接觸、固化，形成具有嵌固力體系的直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。屬于土木建筑工程中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)是無粘結(jié)和有粘結(jié)兩種體系的結(jié)合，由于其突出的優(yōu)點成為當(dāng)前國內(nèi)建筑業(yè)研發(fā)的重點。以環(huán)氧樹脂類為緩粘結(jié)膠粘劑、聚乙烯類為外包護(hù)套的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)是現(xiàn)階段發(fā)展的主流方向，目前此類研究主要集中在其膠粘劑的防腐性能、固化時間控制以及膠粘劑自身性能指標(biāo)控制上，忽略了預(yù)應(yīng)力筋、膠粘劑、外包護(hù)套和混凝土之間的整體嵌固效能這一重要部分，因而在使用過程中會產(chǎn)生以下諸多問題1、作為緩粘結(jié)膠粘劑的環(huán)氧樹脂類與金屬類、無機(jī)材料類物質(zhì)具有強(qiáng)粘結(jié)力，但與作為外包護(hù)套的聚乙烯、聚氯乙稀等塑料類物質(zhì)的粘結(jié)性能較差，當(dāng)膠粘劑完全固化后，在長期的應(yīng)力狀態(tài)下可能會出現(xiàn)膠粘劑與鋼筋緊密粘結(jié)卻與外包護(hù)套及混凝土脫節(jié)狀況的發(fā)生。
2、作為外包護(hù)套的聚乙烯類材料既便埋于混凝土之中其耐老化時間也無法達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)安全年限的時間，而當(dāng)外包護(hù)套逐漸老化時，膠粘劑早已完全固化，此時又會出現(xiàn)膠粘劑與鋼筋緊密粘結(jié)卻與混凝土脫結(jié)的狀況。
鑒于上述原因，預(yù)應(yīng)力筋的力學(xué)性能就會出現(xiàn)不同程度的變化，使預(yù)應(yīng)力鋼絞線在混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及使用壽命方面不能充分發(fā)揮其高效、持久的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其膠粘劑能夠直接與混凝土接觸形成嵌固體系，施工方便，并能提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性及使用壽命。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其特征為包括預(yù)應(yīng)力鋼絞線；套設(shè)于所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線上由含有降解母料的合成樹脂材料形成的外包護(hù)套，所述外包護(hù)套內(nèi)外表面具有相匹配的凸凹相間結(jié)構(gòu)；置于所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線和外包護(hù)套之間的膠粘劑。
本發(fā)明的膠粘劑可為環(huán)氧樹脂膠粘劑，所述環(huán)氧樹脂膠粘劑為含環(huán)氧樹脂類化合物的組合物，該膠粘劑還可包括增塑劑、固化劑、稀釋劑、促進(jìn)劑、增韌劑或填料等。
本發(fā)明的合成樹脂材料可選自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚酯，優(yōu)選低密度聚乙烯或高密度聚乙烯。
本發(fā)明的合成樹脂材料中含有降解母料和/或降解引發(fā)劑；該降解母料優(yōu)選含有生物活性淀粉和復(fù)合降解調(diào)節(jié)劑的光-生物雙降解母料；該降解引發(fā)劑選自過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰、二叔丁基過氧化物以及過氧化月桂酰。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，該外包護(hù)套含有聚乙烯40重量％～80重量％，含復(fù)合降解調(diào)節(jié)劑和生物活性淀粉的雙降解母料15重量％～45重量％和過氧化苯甲酰5重量％～15重量％。
本發(fā)明的膠粘劑涂層厚度根據(jù)各個工程的不同要求及具體工程結(jié)構(gòu)情況而定，優(yōu)選厚度為0.5～2.2mm；本發(fā)明的外包護(hù)套厚度優(yōu)選為0.2～3.5mm。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，在對其進(jìn)行張拉施工時，可以象現(xiàn)有的緩凝結(jié)預(yù)應(yīng)力筋一樣方便，而呈不規(guī)則形狀的外包護(hù)套會破裂降解，令膠粘劑與混凝土直接接觸。隨著膠粘劑的固化，預(yù)應(yīng)力筋與混凝土牢固地粘結(jié)在一起，形成握裹狀態(tài)。繼而混凝土、膠粘劑、鋼筋成為一個具有強(qiáng)粘結(jié)力的整體嵌固結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有比其他粘結(jié)方式的預(yù)應(yīng)力筋更好的可靠性、抗震性、延性、抗裂性、強(qiáng)度等優(yōu)異的力學(xué)性能。
本發(fā)明的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋適于工廠化，流水作業(yè)及大批量生產(chǎn)。其外包護(hù)套材料對內(nèi)部的膠粘劑形成良好的保護(hù)，其運輸、吊裝、綁扎等操作像無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋一樣方便，并且在搬運時能承受較大的彎曲，無需擔(dān)心會損壞膠粘劑層。


圖1為本發(fā)明的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在其外包護(hù)套破碎、降解前在混凝土結(jié)構(gòu)中的橫向剖示結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在其外包護(hù)套破碎、降解后在混凝土結(jié)構(gòu)中的橫向剖示結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行具體說明。如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋其特征為包括預(yù)應(yīng)力鋼絞線1；套設(shè)于預(yù)應(yīng)力鋼絞線1上由含有降解母料的合成樹脂材料形成的外包護(hù)套3，外包護(hù)套3內(nèi)外表面具有相匹配的凸凹相間結(jié)構(gòu)；置于預(yù)應(yīng)力鋼絞線1和外包護(hù)套3之間的膠粘劑2。本發(fā)明的膠粘劑2可以是建筑工程中用于粘結(jié)鋼筋和混凝土的常用膠粘劑，如環(huán)氧樹脂類膠粘劑，并可選擇性地含有固化劑(如乙二胺或雙氰胺)、稀釋劑(二甘油醚、鄰苯二甲酸二丁脂、二甲苯或丙酮)、促進(jìn)劑、增韌劑(如熱塑性聚氨酯)、填料以及在建筑工程領(lǐng)域通常用于膠粘劑中的其它添加劑。
在本發(fā)明的一個實施方案中，膠粘劑2的配方為15-25重量份的雙酚-A型環(huán)氧樹脂、15-25重量份的活性稀釋劑雙酚A二甘油醚、5-10重量份的非活性稀釋劑鄰苯二甲酸二丁脂、1-5重量份的固化劑分子量為600至900的低分子聚酰胺樹脂，2-8重量份的活性增韌劑熱塑性聚氨酯及40-55重量份的水泥。根據(jù)工程實際的要求來調(diào)節(jié)膠粘劑中各組分的含量，可以將膠粘劑的固化時間控制在2～12個月的適宜范圍之內(nèi)(參照中國發(fā)明專利申請第200510132504.X號)。
本發(fā)明的外包護(hù)套3由含有降解母料的合成樹脂材料形成。該合成樹脂可選自高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、線性低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚酯(Polyester)等。其中優(yōu)選高密度聚乙烯和低密度聚乙烯。
該合成樹脂材料含有降解母料和/或降解引發(fā)劑。該降解母料可以是含有生物活性淀粉和/或復(fù)合降解調(diào)節(jié)劑的光-生物雙降解塑料母料。該生物活性淀粉可以是原淀粉、化學(xué)改性淀粉或物理改性淀粉，也可以是與單體反應(yīng)的共聚物。該復(fù)合降解調(diào)節(jié)劑可以包括公知技術(shù)中用于塑料的光、生物或氧化降解的助劑，如光敏劑、熱敏劑、促氧化劑、控制劑等，如羧酸鈰、羧酸鐵等羧酸稀土復(fù)合光敏劑，鐵、鈷、鎳等金屬螯合物復(fù)合光敏劑等。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，該降解母料為上海林達(dá)塑膠化工有限公司生產(chǎn)的HM104-PE型雙降解母料。
本發(fā)明的降解引發(fā)劑可選自過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰、二叔丁基過氧化物或過氧化月桂酰。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，該外包護(hù)套3由含有聚乙烯40重量％～80重量％，含復(fù)合降解調(diào)節(jié)劑和生物活性淀粉的雙降解母料15重量％～45重量％和過氧化苯甲酰5重量％～15重量％的材料形成。
本發(fā)明的預(yù)應(yīng)力鋼絞線1為普通建筑用預(yù)應(yīng)力鋼絞線。
本發(fā)明的膠粘劑2涂層厚度根據(jù)各個工程的不同要求及具體工程結(jié)構(gòu)情況而定，優(yōu)選為0.5～2.2mm。
本發(fā)明的外包護(hù)套3結(jié)構(gòu)為內(nèi)外表面具有相匹配的凸凹相間結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，其厚度根據(jù)各個工程的不同要求及具體工程結(jié)構(gòu)情況而定，優(yōu)選為0.2～3.5mm。該凸凹相間結(jié)構(gòu)的相鄰?fù)蛊痖g的尺寸范圍為1～10mm；刻痕深度的尺寸范圍為0.02～2.5mm。
本發(fā)明的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋可以采用如下制備工藝a.將外包護(hù)套3所需各組分材料按比例稱量好，經(jīng)干燥設(shè)備分別進(jìn)行干燥；b.將制備好的膠粘劑2通過擠壓涂包設(shè)備，均勻地將預(yù)應(yīng)力鋼絞線內(nèi)的空隙填充并緊密封裹；c.將干燥后的外包護(hù)套各組分材料投入擠壓涂塑設(shè)備中，形成外包護(hù)套包裹于預(yù)應(yīng)力鋼絞線1和膠粘劑2外；d.將c工序涂包好的預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)冷卻槽進(jìn)行初次冷卻；e.將初次冷卻的預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)外包護(hù)套壓痕裝置，對其進(jìn)行不規(guī)則凹凸起伏刻痕，并且控制突起部分便于破裂、降解。
f.將e工序制備好的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)冷卻槽進(jìn)行二次冷卻；g.將二次冷卻后的預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)牽引機(jī)進(jìn)行盤線，并使用不易透氣透濕的黑色塑料膜作襯層，外套編織袋密封包裝保存。
本發(fā)明的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋在施工的過程中如普通無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋一樣布筋，澆注混凝土4(如圖2所示)。待混凝土4強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的75重量％～100重量％后，張拉預(yù)應(yīng)力筋。此時，呈不規(guī)則形狀的外包護(hù)套3在添加的降解材料及預(yù)應(yīng)力筋張拉力的雙重作用下開始破裂，失去其原有的使用性能，力學(xué)性能急劇下降，并開始破裂或出現(xiàn)空洞，續(xù)之降解為碎片或粉末，從而膠粘劑2與混凝土4得以直接接觸、固化，令混凝土4、膠粘劑3、鋼筋1三者形成握裹狀態(tài)，成為一個具有強(qiáng)粘結(jié)力的整體嵌固結(jié)構(gòu)(如圖3A、3B所示)。
以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。但該實施例不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實施例1(1)膠粘劑的制備將15重量份的上海樹脂廠生產(chǎn)的E51雙酚-A型環(huán)氧樹脂、15重量份的活性稀釋劑上海樹脂廠生產(chǎn)的616#雙酚A二甘油醚、5重量份的天津溶劑廠生產(chǎn)的非活性稀釋劑鄰苯二甲酸二丁脂、1重量份的固化劑北京香山聯(lián)合助劑廠生產(chǎn)的650聚酰胺樹脂、2重量份的活性增韌劑昆山市精細(xì)化工研究所有限公司生產(chǎn)的SL-102型熱塑性聚氨酯，55重量份的填料北京市琉璃河水泥廠生產(chǎn)的P042.5硅酸鹽水泥依照常規(guī)方法混合、研磨制備膠粘劑。
(2)按照如下步驟制備嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋a.將聚乙烯55重量％、HM104-PE型雙降解母料35重量％、過氧化苯甲酰10重量％稱量好，經(jīng)干燥設(shè)備分別進(jìn)行干燥；b.將制備好的膠粘劑通過擠壓涂包設(shè)備，均勻地將預(yù)應(yīng)力鋼絞線內(nèi)的空隙填充并緊密封裹，膠粘劑的厚度為0.5mm；c.將干燥后的外包護(hù)套各組分材料投入擠壓涂塑設(shè)備中，將外包護(hù)套包裹于預(yù)應(yīng)力鋼絞線和膠粘劑外，外包護(hù)套厚度為1.0mm；d.將c工序涂包好的預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)冷卻槽進(jìn)行初次冷卻；e.將初次冷卻的預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)外包護(hù)套壓痕裝置，對其進(jìn)行不規(guī)則凹凸起伏刻痕，該凸凹相間結(jié)構(gòu)的相鄰?fù)蛊痖g的尺寸范圍為1～10mm；刻痕深度的尺寸范圍為0.02～2.5mm；f.將e工序制備好的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)冷卻槽進(jìn)行二次冷卻；g.將二次冷卻后的預(yù)應(yīng)力筋經(jīng)牽引機(jī)進(jìn)行盤線，并使用不易透氣透濕的黑色塑料膜作襯層，外套編織袋密封包裝保存。
實施例2膠粘劑2和嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的制備工藝與實施例1相同。其中，膠粘劑2的厚度為1.0mm，外包護(hù)套的厚度為0.2mm。外包護(hù)套材料含有聚乙烯60重量％、HM104-PE型雙降解母料28重量％、過氧化苯甲酰12重量％。
實施例3膠粘劑和嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的制備工藝與實施例1相同。其中，膠粘劑2的厚度為2.2mm，外包護(hù)套的厚度為3.5mm。外包護(hù)套材料含有聚乙烯50重量％、HM104-PE型雙降解母料42重量％、過氧化苯甲酰8重量％。
實施例4膠粘劑和嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的制備工藝與實施例1相同。其中，膠粘劑的厚度為1.2mm，外包護(hù)套的厚度為1.8mm。外包護(hù)套材料含有聚乙烯40重量％、HM104-PE型雙降解母料45重量％、過氧化苯甲酰15重量％。
實施例5膠粘劑2和嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的制備工藝與實施例1相同。其中，膠粘劑2的厚度為1.5mm，外包護(hù)套的厚度為2.0mm。外包護(hù)套材料含有聚乙烯80重量％、HM104-PE型雙降解母料15重量％、過氧化苯甲酰5重量％。
權(quán)利要求
1.一種嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其特征為包括預(yù)應(yīng)力鋼絞線；套設(shè)于所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線上由含有降解母料的合成樹脂材料形成的外包護(hù)套，所述外包護(hù)套內(nèi)外表面具有相匹配的凸凹相間結(jié)構(gòu)；置于所述預(yù)應(yīng)力鋼絞線和外包護(hù)套之間的膠粘劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其特征為所述膠粘劑為環(huán)氧樹脂膠粘劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其特征為所述合成樹脂材料包括降解引發(fā)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其特征為所述降解母料含有生物活性淀粉和/或復(fù)合降解調(diào)節(jié)劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其特征為所述合成樹脂材料選自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚苯乙烯或聚酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其特征為所述降解引發(fā)劑選自過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酰、二叔丁基過氧化物或過氧化月桂酰。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其特征為所述外包護(hù)套含有聚乙烯40重量％～80重量％，含復(fù)合降解調(diào)節(jié)劑和生物活性淀粉的雙降解母料15重量％～45重量％和過氧化苯甲酰5重量％～15重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其特征為所述膠粘劑的厚度為0.5～2.2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，其特征為所述外包護(hù)套厚度為0.2～3.5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于土木建筑工程中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋，具體涉及一種嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋。其特征為包括如下結(jié)構(gòu)位于內(nèi)部的預(yù)應(yīng)力鋼絞線；置于預(yù)應(yīng)力鋼絞線和外包護(hù)套之間的膠粘劑；由含有降解母料的合成樹脂材料形成的外包護(hù)套；其中，所述外包護(hù)套內(nèi)外表面具有相匹配的凸凹相間結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的嵌固型直粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，在對其進(jìn)行張拉施工時，呈不規(guī)則形狀的外包護(hù)套破裂降解，令膠粘劑與混凝土直接接觸。隨著膠粘劑的固化，預(yù)應(yīng)力筋與混凝土牢固地粘結(jié)在一起，形成握裹狀態(tài)。繼而混凝土、膠粘劑、鋼筋成為一個具有強(qiáng)粘結(jié)力的整體嵌固結(jié)構(gòu)。
文檔編號E04C5/00GK1916328SQ20061011282
公開日2007年2月21日 申請日期2006年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月4日
發(fā)明者吳轉(zhuǎn)琴, 尚仁杰, 范蘊(yùn)蘊(yùn) 申請人:中國京冶建設(shè)工程承包公司, 吳轉(zhuǎn)琴, 尚仁杰, 范蘊(yùn)蘊(yùn)