一種混合型智能碳纖維板的制作方法

本實用新型涉及一種碳纖維板，特別是一種混合型智能碳纖維板。

背景技術：

碳纖維板因其具有極好的耐腐蝕性、耐疲勞性、比強度高、施工便捷等優點而廣泛應用于混凝土結構加固領域，但由于目前用于生產碳纖維板的主要原料——高性能碳纖維絲，價格高（為鋼材的6～7倍），導致生產出的碳纖維板成本隨之居高不下；其次碳纖維絲的抗剪性差，在意外受剪破壞時會瞬間斷裂，存在安全隱患，這些問題都在一定程度上制約了碳纖維板的推廣應用。

隨著碳纖維板在混凝土結構加固工程中應用的逐步推廣，被加固結構在荷載作用下的狀態及碳纖維板自身的受力情況開始受到業內關注；公開號為105716758A、發明名稱為“一種纖維增強塑料智能碳板及其制備方法”專利申請公開了一種智能碳纖維板，其將光纖光柵嵌入碳纖維板中，使碳纖維板具有監測能力，但其使用的纖維增強塑料碳板仍存在成本過高、抗剪性差的問題，相較于實際應用，其科研意義更大。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于：提供一種混合型智能碳纖維板；該混合型智能碳纖維板具有高抗拉強度、耐腐蝕、耐疲勞等碳纖維板的特性，且能對被加固結構進行監測，而成本相較現有的纖維增強塑料智能碳板大幅度降低，經濟實用。

解決上述問題的技術方案是：一種混合型智能碳纖維板，其特征在于：該混合型智能碳纖維板包括碳纖維增強塑料、高強鋼絲和光纖光柵傳感器，高強鋼絲及光纖光柵傳感器嵌在碳纖維增強塑料中，所述碳纖維增強塑料由碳纖維絲及基體樹脂組成，所述的基體樹脂是環氧樹脂或乙烯基酯樹脂；光纖光柵傳感器通過測試跳線與光纖光柵解調儀連接。

其進一步技術方案是：所述高強鋼絲及光纖光柵傳感器軸向嵌于碳纖維增強塑料中。

其更進一步技術方案是：所述軸向嵌在碳纖維增強塑料內部的高強鋼絲的抗拉強度不小于1500MPa，直徑為φ0.1mm ～ φ3.0mm、根數為 m×n 根，m代表混合型智能碳纖維板內高強鋼絲的排數，n代表混合型智能碳纖維板內每一排高強鋼絲的根數， m、n 的取值范圍是 ：m為大于等于1小于等于5的整數，n為大于等于1小于等于50的整數。

所述光纖光柵傳感器為x根寫入了y個光纖光柵的單模光纖, x、y 的取值范圍是 ：x 為大于等于1小于等于5的整數，y 為大于等于1小于等于10的整數。

由于采取上述結構，與現有技術相比，本實用新型之混合型智能碳纖維板，具有以下有益效果：

1、在碳纖維增強塑料中嵌入高強鋼絲，鋼絲受碳纖維增強塑料的保護而不會受到侵蝕，同時還提高了碳纖維板的抗剪性能，在不降低碳纖維板抗拉強度的前提下，大幅度降低了成本，經濟實用；

2、在碳纖維增強塑料中嵌入光纖光柵傳感器，端部熔接測試跳線，在實際工程中，將跳線與光纖光柵解調儀連接即可對被加固結構進行監測，方便可靠；

3、提高碳纖維板的抗剪性能，改善其破壞形式，提高在使用過程中的安全性。

下面結合附圖和實施例對本實用新型之混合型智能碳纖維板的技術特征作進一步說明。

附圖說明

圖1是實施例一所述單層高強鋼絲的混合型智能碳纖維板結構示意圖；

圖2是圖1的A-A剖視圖；

圖3是實施例二所述多層高強鋼絲的混合型智能碳纖維板結構示意圖；

圖4是圖3的B-B剖視圖。

圖中：

1-碳纖維增強塑料，2-高強鋼絲，3-光纖光柵傳感器；4-測試跳線；5-光纖光柵解調儀。

具體實施方式

一種混合型智能碳纖維板，該混合型智能碳纖維板包括碳纖維增強塑料1、高強鋼絲2和光纖光柵傳感器3，高強鋼絲1及光纖光柵傳感器3嵌在碳纖維增強塑料中，所述碳纖維增強塑料1由碳纖維絲及基體樹脂組成，所述的基體樹脂是環氧樹脂或乙烯基酯樹脂；光纖光柵傳感器3通過測試跳線4與光纖光柵解調儀5連接。

根據嵌在碳纖維增強塑料中高強鋼絲1的層數以及嵌在碳纖維增強塑料中的光纖光柵傳感器的個數及排列不同有以下不同的實施方式。

實施例一：

一種具有單層高強鋼絲的混合型智能碳纖維板

如圖1、圖2所示，該具有單層高強鋼絲的混合型智能碳纖維板包括碳纖維增強塑料1、高強鋼絲2和光纖光柵傳感器3，高強鋼絲1及光纖光柵傳感器3嵌在碳纖維增強塑料中，所述碳纖維增強塑料1由碳纖維絲及基體樹脂組成，所述的基體樹脂是環氧樹脂或乙烯基酯樹脂；光纖光柵傳感器3通過測試跳線4與光纖光柵解調儀5連接；

本實施例中，所述軸向填充在碳纖維增強塑料內部的高強鋼絲1的抗拉強度為2000MPa、直徑為 φ0.1mm ～ φ3.0mm，根數為 m×n 根，本實施例中，混合型智能碳纖維板內高強鋼絲的排數m=1，每一排高強鋼絲的根數n=8。

所述光纖光柵傳感器為x根寫入了y個光纖光柵的單模光纖, 本實施例中，x、y 的取值是 ： x=1， y=3。

實施例二：

一種具有多層高強鋼絲的混合型智能碳纖維板

如圖3、圖4所示，該具有多層高強鋼絲的混合型智能碳纖維板包括碳纖維增強塑料1、多層高強鋼絲2和光纖光柵傳感器3，多層高強鋼絲1及光纖光柵傳感器3嵌在碳纖維增強塑料中，所述碳纖維增強塑料1由碳纖維絲及基體樹脂組成，所述的基體樹脂是環氧樹脂或乙烯基酯樹脂；光纖光柵傳感器3通過測試跳線4與光纖光柵解調儀5連接；

本實施例中，所述軸向填充在碳纖維增強塑料內部的高強鋼絲的抗拉強度為1800MPa、直徑為 φ0.1mm ～ φ3.0mm、根數為 m×n 根，m代表混合型智能碳纖維板內高強鋼絲的排數，n代表混合型智能碳纖維板內每一排高強鋼絲的根數，本實施例中，混合型智能碳纖維板內高強鋼絲的排數m=3，每一排高強鋼絲的根數n=8。

所述光纖光柵傳感器為x根寫入了y個光纖光柵的單模光纖, 本實施例中，x、y 的取值是 ：x=2，y=3。

根據實際需要，所述軸向填充在碳纖維增強塑料內部的高強鋼絲的抗拉強度、混合型智能碳纖維板內高強鋼絲的排數m以及混合型智能碳纖維板內每一排高強鋼絲的根數n還可以增加或減少，一般，所述軸向嵌在碳纖維增強塑料內部的高強鋼絲的抗拉強度不小于1500MPa，m、n的取值范圍是：m為大于等于1小于等于5的整數，n為大于等于1小于等于50的整數。

所述光纖光柵傳感器的個數也可以根據需要加減 ，一般表示為：x根寫入了y個光纖光柵的單模光纖,其中x、y 的取值范圍是 ：x 為大于等于1小于等于5的整數，y 為大于等于1小于等于10的整數。