[发明专利]无钢波纹组合筋及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无钢波纹组合筋，其特征在于，包括：芯部FRP筋、外围FRP波纹管和填充于所述FRP筋和所述FRP波纹管之间间隙的水泥基中间层，所述水泥基中间层的抗压强度不低于100MPa。

2.如权利要求1所述的无钢波纹组合筋，其特征在于，所述FRP筋的直径范围为6mm到36mm。

3.如权利要求1所述的无钢波纹组合筋，其特征在于，所述FRP筋的外表面具有喷砂、纤维束缠绕肋、深螺纹肋中的至少一种形貌；

和/或，所述FRP波纹管的波纹形状包括弧形、梯形、锯齿形中的至少一种；

和/或，所述FRP波纹管中波峰与波谷的高度差大于0mm且小于所述无钢波纹组合筋平均直径的十分之一。

4.如权利要求1～3任一项所述的无钢波纹组合筋，其特征在于，所述FRP筋中包括沿所述FRP筋轴向的连续单向长纤维和第一树脂；

和/或，所述FRP波纹管由纤维束缠绕工艺制作而成；

和/或，所述水泥基中间层包括超高性能混凝土、超高性能水泥砂浆、树脂改性水泥砂浆中的一种水泥基材料，且不含粗骨料；

和/或，所述水泥基中间层还包括体积百分含量为2％或以下的增强纤维。

5.如权利要求4所述的无钢波纹组合筋，其特征在于，所述第一树脂包括环氧树脂、乙烯基树脂、聚酯树脂中的一种；

和/或，所述连续单向长纤维包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶中的至少一种；

和/或，所述FRP筋中，所述连续单向长纤维的体积分数大于50％；

和/或，所述纤维束缠绕工艺包括步骤：将浸渍第二树脂后的连续单向长纤维束紧密缠绕于波纹形芯轴模具表面后，固化形成所述外围FRP波纹管；

和/或，所述增强纤维包括：钢纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的至少一种。

6.如权利要求5所述的无钢波纹组合筋，其特征在于，所述第二树脂包括环氧树脂、乙烯基树脂、聚酯树脂中的一种；

和/或，所述连续单向长纤维束中包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维、芳纶中的至少一种纤维；

和/或，所述连续单向长纤维束与所述波纹形芯轴模具的轴线成大于0且小于90度的方向缠绕在所述波纹形芯轴模具的外表面；

和/或，所述FRP波纹管中，所述连续单向长纤维束的质量分数大于40％。

7.一种无钢波纹组合筋的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别制备FRP筋和FRP波纹管；

将所述FRP筋固定在芯部位置，将所述FRP波纹管固定在外围位置，在所述FRP筋和所述FRP波纹管之间的间隙填充水泥基材，固化所述水泥基材形成水泥基中间层，得到无钢波纹组合筋；所述水泥基中间层的抗压强度不低于100MPa；

或者，

制备FRP筋，在所述FRP筋的外表面制备波纹形的水泥基中间层；所述水泥基中间层的抗压强度不低于100MPa；在波纹形的所述水泥基中间层的外表面制备FRP波纹管，得到无钢波纹组合筋。

8.如权利要求7所述的无钢波纹组合筋的制备方法，其特征在于，制备所述FRP波纹管的步骤包括：将浸渍第二树脂后的连续单向长纤维束紧密缠绕于波纹形芯轴模具表面，固化成型后脱除所述波纹形芯轴模具，得到所述FRP波纹管；

和/或，在所述FRP筋的外表面制备波纹形的水泥基中间层的步骤包括：将所述FRP筋固定在芯部位置，将波纹形外管模具固定在外围位置，在所述FRP筋和所述波纹形外管模具之间的间隙填充水泥基材，固化成型后脱除所述波纹形外管模具，在所述FRP筋外表面形成所述水泥基中间层；

和/或，在波纹形的所述水泥基中间层的外表面制备FRP波纹管的步骤包括：将浸渍第二树脂后的连续单向长纤维束紧密缠绕于波纹形的所述水泥基中间层的外表面，固化成型，在所述水泥基中间层外表面形成所述FRP波纹管。