专利名称：一种碳纤维/玄武岩纤维混杂织物格栅的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑材料领域，特别涉及一种碳纤维/玄武岩纤维混杂织物格栅。
背景技术：
混凝土材料由于价格低廉，耐火、耐热、耐腐蚀性能较好，抗压强度高，因而在 土木工程领域被大量使用。但不足之处在于它是脆性材料，抗拉性能与抗弯折性能较 差，因此人们通常使用某些增强材料来克服它们的这些缺陷。
目前土木工程中使用最多的是各种乱向短纤维增强混凝土复合材料，如钢纤维、 玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维等，其优点是克服了普通混凝土抗拉强度低、抗冲击 性能差及延性差等弱点，但是缺陷在于承载方向不明确，特别在混凝土结构中它难 以代替钢筋承担某个方向上明确的荷载作用，因此许多研究人员又提出采用纤维织物， 并且已经得到广泛应用。纤维织物承载方向明确，能明显改善混凝土的抗拉强度和抗 冲击性能及延性性能，具有普通增强型混凝土所不具备的优良机械性能、防水渗透性 能、耐自然温差性能，持久的机械强度和尺寸的稳定性。目前采用比较多的是碳纤维 织物和玻璃纤维织物。
但是，由于各种因素影响，应力在构件中分布是不均匀的，碳纤维是脆性材料， 强度高、弹性模量高，但变形能力差，不会在应力不均匀部位产生塑性内力重分布， 而是被"各个击破"，导致结构的延性较差；玻璃纤维的强度和弹性模量低，虽然价格 低廉，但耐碱性较差，其抗腐蚀性能较差。而且，目前出现的纤维织物基本是由一种 纤维编织而成，只能发挥某一特定的材料性能。针对以上情况，本发明提出一种碳纤 维/玄武岩纤维混杂织物格栅，利用碳纤维高强、高弹性模量的优点来提高混凝土的强 度，同时利用玄武岩纤维低模量、变形能力较大的优点来提高混凝土的抗拉、抗弯折 性能，通过这种混杂编织物可以充分发挥不同纤维材料各自的优势。
发明内容
本发明的目的是提出一种碳纤维/玄武岩纤维混杂织物格栅，利用碳纤维高强、高 弹性模量的优点来提高混凝土的强度，同时利用玄武岩纤维低模量、变形能力较大的 优点来提高混凝土的韧性。通过不同纤维混杂产生的混杂效应充分发挥不同纤维的优 势，扬长补短，优化了 FRP的综合力学性能。
本发明是通过以下技术方案实现的
本发明所述的混杂织物格栅，由玄武岩纤维和碳纤维交错排列编织而成的混杂织 物格栅，其中不同种纤维每股分为两束，经碳纤维或玄武岩纤维后交叉，与碳纤维或
玄武岩纤维交错叠置，形成网格节点。
本发明所述的混杂织物格栅，格栅中网格大小范围为5mmx5mm 20mmx20mm。 为了提高其强度和致密性，网格表面还涂覆有树脂层。树脂层的树脂用量为40g/m2 60 g/m2。本发明所述的树脂层的材料可以选用聚氨酯树脂、环氧基树脂、聚酰亚胺树脂、 酚醛树脂、有机硅树脂、烯丙基树脂等树脂材料。
采用本发明技术方案的碳纤维/玄武岩纤维混杂织物格栅，可根据使用场合进行合 理的调整，例如选用不同的粗细和强度的碳纤维、玄武岩纤维，调整网格的间隔距离 等。
本发明的优点是
1) 采用高模量碳纤维来提高混凝土的强度，同时釆用低模量、变形能力较大的玄 武岩纤维来提高其韧性。利用高、低模量纤维的不同特点，将高、低模量纤维编织成 格栅形式铺设于混凝土中，形成混杂纤维格栅增强混凝土材料，其价格比碳纤维格栅 低许多。
2) 混杂纤维织物承载方向明确，能明显改善混凝土的抗拉强度和抗冲击性能及延 性性能。
2) 具有良好的抗裂性、弯曲性、耐冲击性、耐疲劳性、防水、成本低、可随意裁 剪、耐高温、抗渗漏、电绝缘等优点。
3) 可广泛应用于建筑上的地板、天花板、装饰墙板；结构加固；路面、桥面和机 场跑道；隧道工程的衬砌、绝缘防渗层等；污水井盖等。
图1为本碳纤维/玄武岩纤维混杂织物格栅的结构意图。其中l为碳纤维、2为玄 武岩纤维、3为网格树脂层。
图2为碳纤维分成两東时，玄武岩纤维2和碳纤维1形成的节点示意图。其中1 为碳纤维、2为玄武岩纤维、11、 12为碳纤维分成两束。
图3为玄武岩纤维分成两束时，玄武岩纤维2和碳纤维l形成的节点示意图。其 中1为碳纤维、2为玄武岩纤维、21、 22为玄武岩纤维分成两東。
具体实施例方式
下面结合图1、图2、图3具体说明本发明实施方式。
实施例1。
本实施例如图l所示由玄武岩纤维2和碳纤维1交错排列成网格状，为了能够提 高其强度和致密性，在网格上涂覆聚氨酯树脂层3，树脂用量为60g/m、如图2所示 每股碳纤维l分成两東ll、 12,两者经过碳纤维1或玄武岩纤维2后交叉，与碳纤维 1或玄武岩纤维2交错叠置，在碳纤维1与玄武岩纤维2或碳纤维1与碳纤维1或玄 武岩纤维2与玄武岩纤维2交叉处形成节点，如图3所示每股玄武岩纤维2分成两東 21、 22,两者经过碳纤维1或玄武岩纤维2后交叉，与碳纤维l或玄武岩纤维2交错 叠置，在碳纤维1与玄武岩纤维2或碳纤维1与碳纤维1或玄武岩纤维2与玄武岩纤 维2交叉处形成节点，这些若干节点构成本碳纤维/玄武岩纤维混杂织物格栅的网格。 网格间的间距控制在5mm。
实施例2。本实施例如图1所示由玄武岩纤维经线股2和碳纤维纬线股1交错排列成网格状，
为了能够提高其强度和致密性，在网格上涂覆环氧基树脂层3,树脂用量为40g/m2; 如图2所示每股碳纤维1分成两束11、 12,两者经过碳纤维1或玄武岩纤维2后交叉， 与碳纤维1或玄武岩纤维2交错叠置，在碳纤维1与玄武岩纤维2或碳纤维1与碳纤 维1或玄武岩纤维2与玄武岩纤维2交叉处形成节点，如图3所示每股玄武岩纤维2 分成两東21、 22,两者经过碳纤维1或玄武岩纤维2后交叉，与碳纤维l或玄武岩纤 维2交错叠置，在碳纤维1与玄武岩纤维2或碳纤维1与碳纤维1或玄武岩纤维2与 玄武岩纤维2交叉处形成节点，这些若干节点构成本碳纤维/玄武岩纤维混杂织物格栅 的网格。网格间的间距控制在20mm。
权利要求
1、一种碳纤维/玄武岩纤维混杂织物格栅，其特征是由玄武岩纤维和碳纤维交错排列编织而成的混杂织物格栅，其中不同种纤维每股分为两束，经碳纤维或玄武岩纤维后交叉，与碳纤维或玄武岩纤维交错叠置，形成网格节点。
2、 根据权利要求l所述的混杂织物格栅，其特征是网格表面涂覆有树脂层，用量 为40g/m2 ~ 60 g/m2。
3、 根据权利要求1或2所述的混杂织物格栅，其特征是所述的树脂为聚氨酯树脂、 环氧基树脂、聚酰亚胺树脂、酚醛树脂、有机硅树脂或烯丙基树脂。
全文摘要
一种碳纤维/玄武岩纤维混杂织物格栅，属于建筑材料领域，其特征是由玄武岩纤维和碳纤维交错排列编织而成的混杂织物格栅，其中不同种纤维每股分为两束，经碳纤维或玄武岩纤维后交叉，与碳纤维或玄武岩纤维交错叠置，形成网格节点。本发明利用高、低模量纤维的不同特点，将高、低模量纤维编织成格栅形式铺设于混凝土中，形成混杂纤维格栅增强混凝土材料，其价格比碳纤维格栅低许多，其混杂纤维织物承载方向明确，能明显改善混凝土的抗拉强度和抗冲击性能及延性性能，且具有良好的抗裂性、弯曲性、耐冲击性、耐疲劳性、防水、成本低、可随意裁剪、耐高温、抗渗漏、电绝缘等优点。
文档编号E04C5/07GK101666137SQ20091011578
公开日2010年3月10日 申请日期2009年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者吴永根, 蔚 陈, 高剑平 申请人:华东交通大学