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一种复合板材


技术摘要:
本申请涉及建筑材料的技术领域,尤其涉及一种复合板材。本申请提供了一种复合板材,包括:第一FRP平板和第二FRP曲板;所述第二FRP曲板包括多条凸条,各条所述凸条相互平行设置,相邻所述凸条间设有凹槽,以朝向所述凸条的凸部方向为第二FRP曲板的正面,以朝向所述凹槽  全部
背景技术:
伴随着国内的基础设施建设的不断发展,我国的基础建设突飞猛进,对钢筋混泥 土的需求越来越大。工程用沙河沙由于长期开采使得河沙资源日益匮乏,因此,人们将目光 聚焦在丰富的海砂上。但是,海砂因其含有较多能腐蚀钢筋的氯离子,使得钢材不能直接使 用在海水海砂混凝土结构中。 现有的纤维增强复合材料(简称“复材”,英文Fiber  Reinforced  Polymer,英文简 称“FRP”)具有耐腐蚀性好、抗疲劳性能强、施工方便等特点而被广泛应用。传统的FRP包括 CFRP、GFRP、AFRP,这些FRP应用较为广泛,强度及弹性模量高,拉伸断裂应变在3%以下。 近年来出现的新FRP材料由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN) 制成,拉伸断裂应变达到了5%以上,使得其拥有更大的耗能能力,但相对传统FRP其强度及 弹性模量较低。在相同应变并达到与传统FRP达到相同承载力的情况下,PET  FRP需要截面 面积更大的材料。可见,现有的FRP材料难以同时具备优良的拉伸断裂应变性能和弹性模量 性能。 合理组合得到一个强度及弹性模量较高且变形能力大的混杂FRP材料,能使其具 有更广阔的应用前景。
技术实现要素:
有鉴于此,本申请提供了一种复合板材,能有效结合传统FRP材料无法同时具备优 良的拉伸断裂应变性能和高弹性模量的技术缺陷。 本申请提供了一种复合板材,一方面适用于海洋环境及医疗核磁共振、雷达设施 等特殊环境中,另一方面可作为受拉承重构件。 本申请提供了一种复合板材,包括:第一FRP平板和第二FRP曲板; 所述第二FRP曲板包括多条凸条,各条所述凸条相互平行设置,相邻所述凸条间设 有凹槽,以朝向所述凸条的凸部方向为第二FRP曲板的正面,以朝向所述凹槽的凹部方向为 第二FRP曲板的反面,其中,所述第一FRP平板和所述第二FRP曲板的材质各不相同; 以所述第一FRP平板为对称轴,两个所述第二FRP曲板的反面分别对称设置在所述 第一FRP平板的两面。 作为优选,所述凸条与所述第一FRP平板沿所述凸条径向的横截面积为弧形或矩 形。 作为优选,所述第一FRP平板的材质选自PET  FRP(Polyethylene  terephthalate, 简称PET,fiber-reinfirced  polymer,简称FRP,聚对苯二甲酸乙二酯纤维增强复合材料)、 PEN  FRP(Polythylene  naphthalate,简称PEN,fiber-reinfirced  polymer,简称FRP,聚萘 二甲酸乙二酯纤维增强复合材料)、碳纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料或玄武岩 3 CN 111593843 A 说 明 书 2/5 页 纤维增强复合材料;优选的,所述第一FRP平板的材质选自PET  FRP或PEN  FRP。 作为优选,所述第二FRP曲板的材质选自碳纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合 材料或玄武岩纤维增强复合材料。 作为优选,所述第一FRP平板的长度≤所述第二FRP曲板的长度。 具体的,第一平板的长度小于等于第二FRP曲板延伸后的长度。 作为优选,所述凸条与所述第一FRP平板形成预置孔隙,可以通过控制所述凸条的 数量和凸起高度从而控制预置孔隙的大小,预置孔隙用于容纳第二FRP曲板的拉伸变形。 作为优选,两个所述第二FRP曲板的反面分别对称粘结在所述第一FRP平板的两 面。 作为优选,所述复合板材,还包括第三FRP曲板,所述第三FRP曲板包括多条凸条, 各所述凸条相互平行设置,相邻所述凸条间设置凹槽,以朝向所述凸条的凸部方向为第三 FRP曲板的正面,以朝向所述凹槽的凹部方向为第三FRP曲板的反面; 以所述第一FRP平板为对称轴,两个所述第三FRP曲板的反面对称设置在所述第二 FRP曲板的正面的表面。 其中,第三FRP曲板的材质选自碳纤维增强复合材料、芳纶纤维增强复合材料或玄 武岩纤维增强复合材料。 其中,第三FRP曲板的形状可以与所述第二FRP曲板的形状一样,第三FRP曲板的形 状也可以与所述第二FRP曲板的形状不一样。 作为优选,两个所述第三FRP曲板的反面分别对称粘结在所述第二FRP曲板的正面 的表面。 具体的,所述第三FRP曲板的凹槽与所述第二FRP曲板的凸条对齐设置。 需要说明的是,本申请提供的复合板材的第二FRP曲板的制备工艺为将第二FRP曲 板的材质弯曲形成多条相互平行的凸条形成的一体成型的曲板。 需要说明的是,本申请可以通过控制第二FRP曲板的凸条的数量或凸条的凸起高 度,或者控制第一FRP平板或第二FRP曲板的材质,得到具有不同拉伸断裂应变力和弹性模 量的复合板材。 需要说明的是,本申请提供的复合板材的第一FRP平板和第二FRP曲板均能沿本申 请的复合板材的FRP纤维方向承受荷载,即沿着将第二FRP曲板的凸条拉直(延伸)的方向 (也即沿着凸条的径向方向)承受荷载。 需要说明的是,本申请提供的复合板材还能通过设置第三FRP曲板,得到具有不同 拉伸断裂应变力和弹性模量的复合板材。 从以上技术方案可以看出,本申请具有以下优点: 本申请提供了一种复合板材,可以有效结合第一FRP平板和第二FRP曲板的特性, 第一FRP平板为平板结构,第二FRP曲板为曲板结构,使得本申请的复合板材作为受拉构件, 使用前,复合板材的第二FRP曲板的凸条与第一FRP平板形成预置孔隙,使得第二FRP曲板可 以自由伸缩,本申请可以通过调节第二FRP曲板使用前(即受拉前)的长度,进而调节第一 FRP平板和第二FRP曲板的受力情况。在拉伸前期,本申请的复合板材的第一FRP平板单独承 受荷载;在拉伸后期,第二FRP曲板在本申请的复合板材拉伸至预置应变时产生拉应力,本 申请的复合板材整体的拉伸后长度大于等于第二FRP曲板的拉伸前长度,第一FRP平板和第 4 CN 111593843 A 说 明 书 3/5 页 二FRP曲板共同承受荷载。此时本申请的复合板材的弹性模量发生变化,第一FRP平板的弹 性模量<本申请的复合板材的弹性模量<第二FRP曲板的弹性模量。因此,在本申请的复合板 材的长度不变的情况下,可以通过调节第二FRP曲板的可拉伸长度来改变本申请的复合板 材的割线模量。 综上所述,本申请提供的复合板材可以根据结构特性自由调节FRP复合板材的割 线模量从而满足结构使用目的。本申请提供的复合板材轻质高强,降低了施工现场安装难 度,减少人力与施工对正常使用的影响,并且可以应用在海水海砂混凝土结构中而不需考 虑氯离子对材料的腐蚀作用。 附图说明 图1为本申请实施例提供的第一种复合板材的示意图; 图2为图1的A-A截面图; 图3为图1的B-B截面图; 图4为本申请实施例提供的第二种复合板材的示意图; 图5为本申请实施例提供的第三种复合板材的示意图; 图6为图5的A-A截面图; 图7为图5的B-B截面图; 图8为本申请实施例提供的复合板材的受拉应力-应变曲线,其中,图8中的受拉应 力-应变曲线为两折线,标记为“仅直线型FRP受拉”的第一段为第一FRP平板1的受拉应力- 应变曲线,标记为“直线和弯曲型FRP共同受拉”的第二段为第一FRP平板1和两条第二FRP曲 板2的共同受拉应力-应变曲线。
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