CN103290844A - 一种钢丝芯玻璃纤维塑料杆 - Google Patents

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叶义成
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Abstract

本发明具体涉及一种钢丝芯玻璃纤维塑料杆。其技术方案是：钢丝芯(1)呈圆形位于钢丝芯玻璃纤维塑料杆的中心位置处，钢丝芯(1)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的5~40%，玻璃纤维塑料层(2)呈圆环状环绕钢丝芯(1)分布，玻璃纤维塑料层(2)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的60~95%，钢丝芯玻璃纤维塑料杆的直径为5~80mm。钢丝芯(1)由钢丝(3)和基体(4)构成，玻璃纤维塑料层(2)由玻璃纤维(5)和基体(4)构成；钢丝(3)和玻璃纤维(5)的横截面面积之和为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的50~90%，其余为基体(4)。本发明具有抗剪能力高，适用于各种替代钢筋的工程和工业生产中。

Description

一种钢丝芯玻璃纤维塑料杆
技术领域
本发明属于岩土工程和土木建筑工程技术领域，具体涉及一种钢丝芯玻璃纤维塑料杆。
背景技术
目前岩土工程及地下工程中常用的支护锚杆或锚索主要为金属锚杆或金属锚索，这些金属锚杆或金属锚索在支护中都不同程度存在一些缺点，主要表现为锚固力低，因腐蚀而容易失效，返修时不易清除，费用高等。
随着技术的发展和进步，玻璃纤维塑料杆在各种岩土工程和建筑工程中逐步得到应用。与普通金属材料相比，玻璃纤维塑料杆是一种由复合材料制成的新型材料，具有抗腐蚀、质量轻、抗拉强度高和价格便宜等优点。但是从玻璃纤维塑料杆的应用来看，存在着不可忽视的缺点，主要是抗剪能力较差，即受较大剪切作用或剪切拉伸复合作用力时容易发生断裂破坏。因此，在不改变玻璃纤维塑料杆整体成型工艺和不增加较大成本的情况下，提高玻璃纤维塑料杆的抗剪强度对增加工程应用中的安全可靠性极为重要，已引起科技人员的关注。
“一种分布超细钢丝的纤维塑料筋及其制作方法”（CN101139177 B）专利技术，披露了一种添加钢丝的纤维塑料筋及其制作方法，可以看出，该技术在生产中添加的超细钢丝直径不大于0.03mm，钢丝和纤维塑料采用分层布置形式，且是循环布置，而整根筋体外表为光滑结构或做一定变形处理；该发明虽解决了纤维塑料筋延展性差的缺点，但由于采用了超细钢丝，且钢丝与纤维塑料分层循环布置，不利于提高整个钢丝所增加的抗剪能力，也就是说其虽可有效提高延展性，但却不能更大程度的增大抗剪性。此外，由于杆体外表采用光滑结构或只做一定变形处理，在与各种粘结剂粘结时不能提供最大粘结力，影响抗拉拔能力，因此在受到外部拉力作用下容易与粘结物脱离而失效；而且该发明中杆体不能直接与螺母配套使用，影响使用范围和使用功能。
发明内容
本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种抗剪能力高、适用范围广的钢丝芯玻璃纤维塑料杆。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：钢丝芯玻璃纤维塑料杆由钢丝芯(1)和玻璃纤维塑料层(2)构成。钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面形状是：钢丝芯(1)呈圆形位于钢丝芯玻璃纤维塑料杆的中心位置处，钢丝芯(1)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的5~40%，玻璃纤维塑料层(2)呈圆环状环绕钢丝芯(1)分布，玻璃纤维塑料层(2)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的60~95%，钢丝芯玻璃纤维塑料杆的直径为5~80mm。
所述钢丝芯(1)由钢丝(3)和基体(4)构成，所述玻璃纤维塑料层(2)由玻璃纤维(5)和基体(4)构成；钢丝(3)和玻璃纤维(5)的横截面面积之和为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的50~90%，其余为基体(4)。
钢丝芯玻璃纤维塑料杆是将玻璃纤维(5)、钢丝(3)和基体(4)按上述结构和百分含量一次性拉挤成型。
成型后的钢丝芯玻璃纤维塑料杆加工为直杆形、一端弯曲形、两端弯曲形和环形中的一种。
所述钢丝芯玻璃纤维塑料杆杆体全为螺纹，或钢丝芯玻璃纤维塑料杆杆体长度的1/3~1/2为螺纹。
所述钢丝芯(1)中的钢丝(3)的直径为0.01~2.0mm。
所述基体(4)的材质为环氧树脂、不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂中的一种。
由于采用上述技术方案：本发明将钢丝和玻璃纤维塑料均由树脂粘结成整体并固化成型，玻璃纤维塑料杆的内部采用钢丝制作，并使钢丝集中布置形成钢丝芯，能有效增大钢丝芯的抗剪能力，从而提高整根玻璃纤维杆的抗剪强度；采用钢丝形成杆芯，有利于在杆体制作过程中加入钢丝，而不会对整个玻璃纤维塑料杆的生产工艺过程产生较大影响；而钢丝外部依然采用玻璃纤维塑料制作以充分发挥纤维塑料的抗腐蚀、抗静电等优点；钢丝芯玻璃纤维杆的杆体表面制作成螺纹形状，可以增大杆体与粘结剂的粘结力，并能使钢丝芯玻璃纤维塑料杆与相配套的螺母完全啮合，从而实现配套使用的目的；杆体中金属钢丝和玻璃纤维的体积比可在规定的范围内调整，有利于根据使用中对杆体抗剪能力要求不同而采用不同杆体的钢丝和玻璃纤维的体积比。
因此，本发明具有抗剪能力高，适用于各种替代钢筋的工程和工业生产中。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是图1中钢丝芯1的截面放大示意图；
图3是图1中玻璃纤维塑料层2的截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对保护范围的限制：
实施例1
一种钢丝芯玻璃纤维塑料杆。钢丝芯玻璃纤维塑料杆由钢丝芯(1)和玻璃纤维塑料层(2)构成。钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面形状如图1所示：钢丝芯(1)呈圆形位于钢丝芯玻璃纤维塑料杆的中心位置处，钢丝芯(1)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的5~15%，玻璃纤维塑料层(2)呈圆环状环绕钢丝芯(1)分布，玻璃纤维塑料层(2)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的85~95%，钢丝芯玻璃纤维塑料杆的直径为5~15mm。
如图2所示，本实施例所述钢丝芯(1)由钢丝(3)和基体(4)构成；如图3所示，本实施例所述玻璃纤维塑料层(2)由玻璃纤维(5)和基体(4)构成；钢丝(3)和玻璃纤维(5)的横截面面积之和为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的50~70%，其余为基体(4)。
钢丝芯玻璃纤维塑料杆是将玻璃纤维(5)、钢丝(3)和基体(4)按上述结构和百分含量一次性拉挤成型。
本实施例中：钢丝芯(1)中的钢丝(3)的直径为0.01~0.1mm；基体(4)的材质为环氧树脂。
本实施例中：所述钢丝芯玻璃纤维塑料杆的杆体长度的1/3~2/5为螺纹，螺纹位于杆体的一端；钢丝芯玻璃纤维塑料杆为直杆形、一端弯曲形、两端弯曲形和环形中的一种。
实施例2
一种钢丝芯玻璃纤维塑料杆。钢丝芯玻璃纤维塑料杆由钢丝芯(1)和玻璃纤维塑料层(2)构成。钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面形状如图1所示：钢丝芯(1)呈圆形位于钢丝芯玻璃纤维塑料杆的中心位置处，钢丝芯(1)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的15~25%，玻璃纤维塑料层(2)呈圆环状环绕钢丝芯(1)分布，玻璃纤维塑料层(2)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的75~85%，钢丝芯玻璃纤维塑料杆的直径为15~40mm。
如图2所示，本实施例所述钢丝芯(1)由钢丝(3)和基体(4)构成；如图3所示，本实施例所述玻璃纤维塑料层(2)由玻璃纤维(5)和基体(4)构成；钢丝(3)和玻璃纤维(5)的横截面面积之和为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的60~80%，其余为基体(4)。
钢丝芯玻璃纤维塑料杆是将玻璃纤维(5)、钢丝(3)和基体(4)按上述结构和百分含量一次性拉挤成型。
本实施例中：钢丝芯(1)中的钢丝(3)的直径为0.1~1.0mm；基体(4)的材质为不饱和聚酯树脂。
本实施例中：所述钢丝芯玻璃纤维塑料杆的杆体长度的2/5~1/2为螺纹，螺纹位于杆体的两段。钢丝芯玻璃纤维塑料杆为直杆形、一端弯曲形、两端弯曲形和环形中的一种。
实施例3
一种钢丝芯玻璃纤维塑料杆。钢丝芯玻璃纤维塑料杆由钢丝芯(1)和玻璃纤维塑料层(2)构成。钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面形状如图1所示：钢丝芯(1)呈圆形位于钢丝芯玻璃纤维塑料杆的中心位置处，钢丝芯(1)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的25~40%，玻璃纤维塑料层(2)呈圆环状环绕钢丝芯(1)分布，玻璃纤维塑料层(2)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的60~75%，钢丝芯玻璃纤维塑料杆的直径为40~80mm。
如图2所示，本实施例所述钢丝芯(1)由钢丝(3)和基体(4)构成；如图3所示，本实施例所述玻璃纤维塑料层(2)由玻璃纤维(5)和基体(4)构成；钢丝(3)和玻璃纤维(5)的横截面面积之和为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的70~90%，其余为基体(4)。
钢丝芯玻璃纤维塑料杆是将玻璃纤维(5)、钢丝(3)和基体(4)按上述结构和百分含量一次性拉挤成型。
本实施例中：钢丝芯(1)中的钢丝(3)的直径为1.0~2.0mm；基体(4)的材质为乙烯基酯树脂。
本实施例中：所述钢丝芯玻璃纤维塑料杆杆体全为螺纹；钢丝芯玻璃纤维塑料杆为直杆形、一端弯曲形、两端弯曲形和环形中的一种。
本具体实施方式将钢丝和玻璃纤维塑料均由树脂粘结成整体并固化成型，玻璃纤维塑料杆的内部采用钢丝制作，并使钢丝集中布置形成钢丝芯1，能有效增大钢丝芯的抗剪能力，从而提高整根玻璃纤维杆的抗剪强度；采用钢丝形成杆芯，有利于在杆体制作过程中加入钢丝，而不会对整个纤维塑料杆的生产工艺过程产生较大影响；而钢丝外部依然采用玻璃纤维塑料制作以充分发挥纤维塑料的抗腐蚀、抗静电等优点；钢丝芯玻璃纤维杆的杆体表面制作成螺纹形状，可以增大杆体与粘结剂的粘结力，并能使钢丝芯玻璃纤维塑料杆与相配套的螺母完全啮合，从而实现配套使用的目的；杆体中钢丝和玻璃纤维的体积比可在规定的范围内调整，有利于根据使用中对杆体抗剪能力要求不同而采用不同杆体的金属钢丝和玻璃纤维的体积比。
本具体实施方式具有抗剪能力高，适用于各种替代钢筋的工程和工业生产中。

Claims (4)

1.一种钢丝芯玻璃纤维塑料杆，其特征在于钢丝芯玻璃纤维塑料杆由钢丝芯(1)和玻璃纤维塑料层(2)构成，钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面形状是：钢丝芯(1)呈圆形位于钢丝芯玻璃纤维塑料杆的中心位置处，钢丝芯(1)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的5~40%，玻璃纤维塑料层(2)呈圆环状环绕钢丝芯(1)分布，玻璃纤维塑料层(2)的横截面面积为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的60~95%，钢丝芯玻璃纤维塑料杆的直径为5~80mm；
所述钢丝芯(1)由钢丝(3)和基体(4)构成，所述玻璃纤维塑料层(2)由玻璃纤维(5)和基体(4)构成；钢丝(3)和玻璃纤维(5)的横截面面积之和为钢丝芯玻璃纤维塑料杆的横截面面积的50~90%，其余为基体(4)；
钢丝芯玻璃纤维塑料杆是将玻璃纤维(5)、钢丝(3)和基体(4)按上述结构和百分含量一次性拉挤成型；
成型后的钢丝芯玻璃纤维塑料杆加工为直杆形、一端弯曲形、两端弯曲形和环形中的一种。
2.根据权利要求1所述的钢丝芯玻璃纤维塑料杆，其特征在于所述钢丝芯玻璃纤维塑料杆杆体全为螺纹，或钢丝芯玻璃纤维塑料杆杆体长度的1/3~1/2为螺纹。
3.根据权利要求1所述的钢丝芯玻璃纤维塑料杆，其特征在于所述钢丝芯(1)中的钢丝(3)的直径为0.01~2.0mm。
4.根据权利要求1所述的钢丝芯玻璃纤维塑料杆，其特征在于所述基体(4)的材质为环氧树脂、不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂中的一种。
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