本發明專利技術公開了一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板，所述柵欄板主要由海砂混凝土和納米改性FRP筋制成，其中，納米改性FRP筋主要由下述原材料按質量百分比制作而成：玻璃纖維65%—75%，樹脂21.5%—29.5%,納米材料0.045%—0.6%，促進劑0.15%—0.45%，阻聚劑0.04%-0.05%，固化劑0.3%—0.6%，乙二醇1.5%—4.5%。本發明專利技術還公開了一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板的制備方法。本發明專利技術公開的一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板中FRP筋具有強度、質量比高、彈性模量小、疲勞性能好、應力松弛小、耐腐蝕性能好等優點，且直接利用了海砂，不僅具有巨大的經濟社會效應，還有利于促進生態環境保護。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水利工程
，涉及一種納米改性玻璃纖維(簡稱FRP)筋增強海砂混凝土柵欄板及其制備方法，適用于海堤加固工程、圍墾防護工程，亦可以用于海邊公路路堤邊坡防護等。
技術介紹
隨著我國沿海地區經濟的不斷發展，沿海碼頭、海濱電廠、圍海造地等海岸工程在為社會發展提供交通、能源和空間等基本保障的同時，海浪對沿海結構物的沖擊、越浪導致河口海岸地區農田、房屋、建筑被淹沒等情況為高強度開發利用海岸帶的防災減災提出了一系列新課題。為了解決這一問題，人類采取了很多措施，其中，帶柵欄板海堤是一種典型的海岸防護工程，柵欄板作為一種獨特的大型人工混凝土薄板結構，利用本身的穩定重量和塊體間的相互嵌固作用，形成整體性坡面，其塊體內空格起消浪散浪作用，能有效地擋潮、防浪、 保護海岸或河口海濱的水工建筑物等，在海岸防護中扮演著重要的作用。然而由于潮濕、溫度變化、氯離子等惡劣環境，使柵欄板中鋼筋易銹蝕，較大程度上降低了整體結構的使用壽命，同時較高的維修費用，對其大范圍的推廣應用帶來不便。
技術實現思路
專利技術目的本專利技術的目的是提供一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板及其制備方法，該結構耐腐蝕性好，同時可以直接取材，使用當地海砂，屬于生態建設范疇，具有巨大的經濟社會效益。另外，開發了一種新型的輕質、高強、耐腐蝕性好的新型筋材代替柵欄板中鋼筋，不僅具有廣闊的應用前景，亦具有重要的社會經濟效益。技術方案為了實現上述目的，本專利技術的技術方案是一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板，包括海砂混凝土和納米改性FRP筋。納米改性FRP筋包括以下以質量百分比計的組件玻璃纖維65% — 75%，樹脂21. 5%—29. 5%,納米材料0. 045%—0. 6%,促進劑0. 15%—0.45%,阻聚劑 0. 04%-0. 05%,固化劑 0. 3%—0. 6%,乙二醇1. 5%—4. 5%。所述的納米材料為納米粘土或者碳納米管。其中碳納米管為多壁碳納米管，長徑比為500-3000，彈性模量1. 5-5TPa。納米粘土為納米蒙脫土，DK級。所述的樹脂為乙烯基不飽和聚酯或者環氧樹脂。乙烯基酯不飽和聚酯樹脂也稱為乙烯基酯樹脂、丙烯酸類聚酯樹脂或環氧丙烯酸聚酯樹脂。從分子結構而言，乙烯基酯聚酯的大分子中既含有環氧樹脂分子的主鏈結構，又含有帶不飽和雙鍵的聚酯結構。因此，這類樹脂既具有環氧樹脂的良好的粘結性和機械強度，又具有不飽和聚酯樹脂的良好固化性能。尤為突出的是在耐蝕性能方面，它不但比普通的不飽和聚酯樹脂和環氧樹脂好得多，在某些介質中，比又酚A型不飽和聚酯樹脂還好。這是因為乙烯基酯聚酯與主鍵含有循環酯基的普通不飽和聚酯不同，前者分子中只含端點酯基，酯基濃度(指平均每I00g不飽和聚酯樹脂中所含酯基的摩爾數)較低。酯基是耐蝕方面的薄弱結構，酯基越少耐蝕性能隨之提高。此外，它的酯基的相鄰碳原子上有甲基，此甲基可起到保護酯基的作用。雙酌· A型環氧樹脂是環氧樹脂中廣量最大、使用最廣的一種品種，因為它有很聞的透明度，也是由雙酚A和環氧氯丙烷在氫氧化鈉存在下反應生成的，η 一般在O 25之間。根據相對分子質量大小，環氧樹脂可以分成各種型號。一般低相對分子質量環氧樹脂的η平均值小于2，軟化點低于50°C，也成為軟環氧樹脂；中等相對分子質量環氧樹脂的η 值在2 5之間，軟化點在50 95°C之間；而η大于5的樹脂(軟化點在100°C以上)稱為聞相對分子質量樹脂。其中海砂混凝土由水泥、海砂、石子等原料組成，其配制強度為C20-C60 ;納米改性FRP筋主要由納米材料、樹脂、玻璃纖維組成，具體而言I)促進劑主要用于降低反應的活化能，使反應在較低的溫度下進行，其成分可以為 2-芐基-4-甲基咪唑；2)固化劑主要作用是使環氧樹脂固化，所述固化劑為脂肪胺，如乙二胺、二乙烯三胺、 二丙烯三胺、三甲基六亞甲基二胺等，也可為改性胺，如烷基醇胺、羥甲基二乙基三胺、馬來酰亞胺等；3)上述的固化劑、促進劑、阻聚劑均為市售獲得的本領域常規材料。 上述一種納米改性FRP筋增強海砂混凝土柵欄板制備方法，它包括如下步驟1)選取納米改性FRP筋的原材料，按各原材料的質量百分比進行稱量，備用；2)將納米材料分散于乙二醇溶劑中，一邊機械攪拌一邊超聲使納米材料充分分散；然后將分散好的納米材料與樹脂攪拌均勻，得到改性后的樹脂，再將玻璃纖維浸潰到添加了固化劑、促進劑等的樹脂中，加熱固化；最后拉擠成型，即可得到納米改性FRP筋；3)根據設計的混凝土配合比，稱好水泥、砂、石子和水的量，往攪拌機內順序加入石子、 海砂、水泥，開動攪拌機,在拌和過程中將水徐徐加入,水全部加入后,繼續拌合,使其拌合均勻，即得到所述海砂混凝土；4)將步驟I)及2)得到的納米改性FRP筋固定在模具上，將海砂混凝土澆在模具內，振搗密實；在適宜溫度(20 土 1°C)和濕度(蘭90%)養護成型即可得到納米改性FRP筋增強海砂混凝土柵欄板，制備方法可分為現澆、預制及部分預制。本專利技術與傳統的柵欄板相比，具有I)耐久性好。用納米改性FRP筋代替了柵欄板中的鋼筋，納米改性FRP筋是良好的耐腐材料，對大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。所以，在海水作用下，具有較強的抵抗氯離子侵蝕的能力。2)經濟性好。由于納米改性FRP筋的耐腐蝕性好，所以可以直接使用海砂做細骨料，無需進行淡水淡化、添加緩蝕劑等預處理，解決了陸砂、河砂 遠程開采運輸造成的高成本問題，具有巨大的社會經濟效益。3)生態環保。直接使用海砂做細骨料，有利于海砂的廣泛使用，有助于海砂資源豐富地區的建筑建設，整體來看，大大緩解了陸砂、河砂資源的開采壓力，有利于促進生態環境保護。附圖說明圖1是本專利技術的平面結構示意圖。圖2是本專利技術的平面結構的A-A剖面圖。具體實施方式下面通過具體的實施例對本專利技術進一步說明，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術原理的前提下，還可以做出若干變型和改進，這些也應視為屬于本專利技術的保護范圍。本專利技術所用到的固化劑、促進劑、阻聚劑均為市售獲得的本領域常規材料。實施例1 :一種納米改性FRP筋增強海砂混凝土柵欄板，包括按質量百分比計的以下組份玻璃纖維70%，環氧樹脂(雙酚A型)25. 5%，納米粘土 O. 6%，促進劑(2-芐基-4-甲基咪唑)O. 45%，阻聚劑O. 05%,固化劑(乙二胺)O. 4%，乙二醇3%。海砂混凝土強度等級設計為 C40。制備過程具體包括如下步驟1)選取納米改性FRP筋的原材料，按各原材料的質量百分比進行稱量，備用；2)將納米粘土分散于乙二醇溶劑中，一邊機械攪拌一邊超聲使納米粘土充分分散；然后將分散好的納米粘土與樹脂攪拌均勻，得到改性后的樹脂，再將玻璃纖維浸潰到添加了固化劑、促進劑等的樹脂中，加熱固化；最后拉擠成型，即可得到納米改性FRP筋；3)根據設計的混凝土配合比，稱好水泥、砂、石子和水的量，往攪拌機內順序加入石子、 海砂、水泥，全部加料時間不宜超過2min。開動攪拌機，在拌和過程中將水徐徐加入，水全部加入后，繼續拌合約2min，，使其拌合均勻；4)將按步驟1)、2)得到的納米改性FRP筋固定在模具上，將海砂混凝土澆在模具內，振搗密實；在適宜溫度(20±°C和濕度(> 90%)下養護成型即可得到本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板，其特征在于：所述柵欄板主要由海砂混凝土和納米改性FRP筋制成，其中，納米改性FRP筋主要由下述原材料按質量百分比制作而成：玻璃纖維65%—75%，樹脂21.5%—29.5%,納米材料0.045%—0.6%，促進劑0.15%—0.45%，阻聚劑0.04%?0.05%，固化劑0.3%—0.6%，乙二醇1.5%—4.5%。
【技術特征摘要】
1.一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板，其特征在于所述柵欄板主要由海砂混凝土和納米改性FRP筋制成，其中，納米改性FRP筋主要由下述原材料按質量百分比制作而成玻璃纖維65% — 75%，樹脂21. 5%—29. 5%,納米材料0. 045%—0. 6%,促進劑0. 15%—0.45%,阻聚劑 0. 04%-0. 05%,固化劑 0. 3%—0. 6%,乙二醇1. 5%—4. 5%。2.權利要求1所述的一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板，其特征在于所述的納米材料為納米粘土或者碳納米管。3.權利要求2所述的一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板，所述納米粘土為DK級納米蒙脫土。4.權利要求2所述的一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板，其特征在于所述碳納米管為多壁碳納米管，長徑比為500-3000，彈性模量1. 5-5TPa。5.權利要求1所述的一種納米改性FRP筋海砂混凝土柵欄板，其特征在于所述的樹脂為乙烯基不飽和聚酯或者環...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉小艷，傅峰，許悅，蔣亞清，夏蘇魯，
申請(專利權)人：河海大學，
類型：發明
國別省市：
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