一种抗锈蚀的FRP组合柱及其制备装置

本技术属于复材组合结构领域，具体涉及一种抗锈蚀的frp组合柱及其制备装置。

背景技术：

1、近年来，frp材料由于具有抗腐蚀能力强的优点，是一种公认能够解决近海工程基础设施由于钢材锈蚀而引起的结构性能退化问题的复合材料。frp管材和与传统的建筑材料如钢和混凝土组合而形成新型的复材组合结构，且frp管截面形式多样，常见的如圆形、矩形和椭圆形等。

2、目前，frp管-混凝土-钢管双壁组合柱构件的提出，为充分发挥frp材料、混凝土和钢材三种材料在性能方面的优势提供了合理方案；但是，在海洋工程中，内钢管的锈蚀问题依旧是影响组合柱性能的主要原因之一。

3、本申请同一申请人、专利号为“2023216413117”的未公开的实用新型专利提出了一种采用夹砂缠绕管约束的组合frp筋，虽然通过纤维缠绕层约束frp筋材，提高了frp筋的受压承载能力，但是并未解决内钢管的锈蚀问题而引起的组合柱力学性能降低的问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种抗锈蚀的frp组合柱及其制备装置，旨在解决在海洋工程中，frp管-混凝土-钢管双壁组合柱内钢管的锈蚀问题而引起的组合柱力学性能降低的问题。

2、为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：

3、一种抗锈蚀的frp组合柱，包括frp外管、夹层、抗锈蚀层、内管；所述内管设置于所述frp外管的内部；所述内管和所述frp外管之间设置所述夹层；所述内管和所述夹层之间设置所述抗锈蚀层。

4、通过在内管和夹层之间设置抗锈蚀层，使该frp组合柱的内管具备抗锈蚀的能力，能解决frp组合柱由于内钢管的锈蚀问题而引起的组合柱力学性能降低的问题。

5、优选的，所述抗锈蚀层为环氧树脂，且所述环氧树脂涂设于所述内管的外壁形成环氧树脂涂层。

6、优选的，所述内管的内壁也涂设有所述环氧树脂涂层。

7、优选的，所述frp组合柱还包括缠绕层；所述缠绕层设置于所述frp外管的外壁。

8、优选的，所述缠绕层为环氧树脂和纤维；所述环氧树脂涂设于所述frp外管的外壁形成环氧树脂涂层；所述纤维缠绕地设置于所述环氧树脂涂层的外部。

9、优选的，所述夹层为混凝土。

10、优选的，所述内管为铝合金管。

11、优选的，所述frp外管为gfrp、cfrp、bfrp、afrp中的任一种。

12、优选的，所述frp外管为圆形管、椭圆形管、矩形管中的任一种。

13、本实用新型还提供一种抗锈蚀的frp组合柱的制备装置，所述制备装置包括固定板、外固定块、内固定块；所述外固定块设置于所述frp组合柱的外壁；所述frp组合柱通过所述外固定块固定于所述固定板上；所述内固定块设置于所述frp外管和所述内管之间。

14、有益效果：

15、本实用新型的一种抗锈蚀的frp组合柱及其制备装置的有益效果如下：

16、1.该抗锈蚀的frp组合柱为frp-混凝土-铝合金管组合柱，相较于现有的frp管-混凝土-钢管双壁组合柱，抗腐蚀性能和耐久性能大幅提升；铝合金管具有轻质高强、耐腐蚀、导热性能好等优点，环氧树脂涂层可以进一步增加铝合金管的耐腐蚀性能。

17、2.材料性能具有可设计性，可根据实际工程的需要，frp外管可选择不同的纤维缠绕角和层数，来调整frp外观对夹层混凝土和铝合金管的约束效果；特别地，在轴向压力作用下，夹层混凝土处于三向受力状态，混凝土的受压性能可得到充分发挥；同时在frp外管和混凝土的约束作用下，内部铝合金管的屈曲得到延缓，组合柱的整体力学性能得到提升。

18、3.铝合金内管的空间为管线的埋设提供了空间，便于管线布设。

技术特征：

1.一种抗锈蚀的frp组合柱，其特征在于，包括frp外管(1)、夹层(2)、抗锈蚀层(3)、内管(4)；所述内管(4)设置于所述frp外管(1)的内部；所述内管(4)和所述frp外管(1)之间设置所述夹层(2)；所述内管(4)和所述夹层(2)之间设置所述抗锈蚀层(3)。

2.根据权利要求1所述的抗锈蚀的frp组合柱，其特征在于，所述抗锈蚀层(3)为环氧树脂，且所述环氧树脂涂设于所述内管(4)的外壁形成环氧树脂涂层。

3.根据权利要求2所述的抗锈蚀的frp组合柱，其特征在于，所述内管(4)的内壁也涂设有所述环氧树脂涂层。

4.根据权利要求1所述的抗锈蚀的frp组合柱，其特征在于，所述frp组合柱还包括缠绕层(5)；所述缠绕层(5)设置于所述frp外管(1)的外壁。

5.根据权利要求4所述的抗锈蚀的frp组合柱，其特征在于，所述缠绕层(5)为环氧树脂和纤维；所述环氧树脂涂设于所述frp外管(1)的外壁形成环氧树脂涂层；所述纤维缠绕地设置于所述环氧树脂涂层的外部。

6.根据权利要求1所述的抗锈蚀的frp组合柱，其特征在于，所述夹层(2)为混凝土。

7.根据权利要求1所述的抗锈蚀的frp组合柱，其特征在于，所述内管(4)为铝合金管。

8.根据权利要求1所述的抗锈蚀的frp组合柱，其特征在于，所述frp外管(1)为gfrp、cfrp、bfrp、afrp中的任一种。

9.根据权利要求1所述的抗锈蚀的frp组合柱，其特征在于，所述frp外管(1)为圆形管、椭圆形管、矩形管中的任一种。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的抗锈的frp组合柱的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括固定板(8)、外固定块(6)、内固定块(7)；所述外固定块(6)设置于所述frp组合柱的外壁；所述frp组合柱通过所述外固定块(6)固定于所述固定板(8)上；所述内固定块(7)设置于所述frp外管(1)和所述内管(4)之间。

技术总结本技术公开了一种抗锈蚀的FRP组合柱及其制备装置，抗锈蚀的FRP组合柱包括FRP外管、夹层、抗锈蚀层、内管；所述内管设置于所述FRP外管的内部；所述内管和所述FRP外管之间设置所述夹层；所述内管和所述夹层之间设置所述抗锈蚀层。抗锈蚀的FRP组合柱的制备装置包括固定板、外固定块、内固定块；所述外固定块设置于所述FRP组合柱的外壁；所述FRP组合柱通过所述外固定块固定于所述固定板上；所述内固定块设置于所述FRP外管和所述内管之间。本技术通过在内管和夹层之间设置抗锈蚀层，使该FRP组合柱的内管具备抗锈蚀的能力，能解决FRP组合柱由于内钢管的锈蚀问题而引起的组合柱力学性能降低的问题。技术研发人员：张冰,李烨,高宇航受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）（哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院）技术研发日：20230926技术公布日：2024/7/11