一种玄武岩增强纤维连接器

技术领域

本发明涉及锚杆技术领域，尤其涉及一种用于玄武岩纤维筋的复合式连接器。

背景技术

传统的钢筋连接方式如：焊接、机械连接等方法，对操作人员和操作条件有较高的要求，受环境影响较大，容易发生腐蚀等问题，影响连接质量。

新型纤维增强复合材料(FRP)的问世，凭借其本身抗拉强度高、抗腐蚀等优越性能，逐渐成为土木工程领域主要加固材料之一。钢筋和FRP筋的生产制作，考虑运输和生产条件的限制，工厂加工生产的筋材尺寸不一定满足工程项目的实际尺寸需求。

为此，需要在已成品的筋材基础上，进行再次加工连接，满足工程项目的实际需求。现有的钢筋连接器，多是钢材制作，存在连接器笨重、连接质量较差以及操作繁琐等不足，且在潮湿等作业环境下易腐蚀，进一步影响连接质量，对连接处受力状态和损伤情况了解不足，威胁工程安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种玄武岩增强纤维连接器，选用新型纤维增强复合材料为主体，用于钢筋和FRP筋连接，充分发挥已有材料的价值。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种玄武岩增强纤维连接器，连接器主体为轴心中空且两端开口的管状结构，所述连接器主体的两端为夹持段，中间部分为灌浆段，所述夹持段的内壁设有用于夹持锚杆的夹持机构，所述灌浆段的连接器主体内壁与锚杆之间填充有粘接剂，所述灌浆段设有灌浆孔。

所述灌浆孔设有两个且位于连接器主体的同侧，两个所述灌浆孔分别靠近两个夹持段。

两个所述灌浆孔的灌浆段上环向设置有推进式光纤光栅传感器，所述推进式光纤光栅传感器通过导线连接至外部设备。

所述推进式光纤光栅传感器设有两个，且对称设置在灌浆段上，所述推进式光纤光栅传感器紧贴灌浆段内壁，所述导线由灌浆孔延伸出连接器主体。

所述夹持机构为圆锥台或圆锥体结构，轴线设有供锚杆伸入的孔，所述夹持机构的尖端向外，并且在夹持段的外壁上设有外螺纹，所述外螺纹设有相配合的锥形口部旋拧。

所述夹持机构用高强碳素钢制作。

所述连接器主体的外形为圆柱形，所述轴心中空为圆柱形并用于嵌入锚杆。

所述连接器主体为玄武岩纤维增强高强钢合金材料。

所述合金材料中玄武岩纤维质量占比为5％-15％。

所述粘结剂为改性环氧树脂。

本发明连接器主体为玄武岩纤维增强高强钢合金，较传统的钢连接器，力学性能好，密度低，质量轻，抗腐蚀。所连接筋材和连接器内壁之间均灌注粘结胶，连接效果紧密，连接器两端设置为螺纹旋拧的锥形夹片，锥形夹片的设置，进一步保证了连接质量，螺纹的布设方便安装，操作简便，能适应各类复杂作业环境。辅以光栅光线传感器，能实现对连接器内杆体连接部位受力状态和损伤情况的实时监测。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为连接器纵向剖视图；

图2为连接器横向剖视图；

上述图中的标记均为：1、连接器主体；2、锥形口部旋拧；3、推进式光纤光栅传感器；4、导线；5、灌浆孔；6、锚杆；7、外螺纹。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

玄武岩增强纤维连接器的连接器主体1为轴心中空且两端开口的管状结构，管壁厚度一致，此连接器主体1采用两端对侧开口，用于所连接锚杆6体接入。接器主体采用玄武岩纤维增强高强钢合金材料进行制作，在高强钢体内加入玄武岩纤维材料，掺和玄武岩纤维数量为5％～15％，玄武岩纤维的加入可降低材料密度，同时有效提高复合材料的硬度、弹性模量、耐磨性和高温性能。

连接器主体1的两端为夹持段，中间部分为灌浆段，夹持段的内壁设有用于夹持锚杆6的夹持机构，夹持段的外壁设有螺纹段，螺纹段外设有相配合的锥形口部旋拧2，即螺母结构，通过锥形口部旋拧2旋入螺纹段，通过夹持机构对连接锚杆6体施压固定，夹持机构为圆锥台或圆锥体结构，轴线设有供锚杆6伸入的孔，夹持机构的尖端向外，锥形口部的设计，可使得锚杆6体在受拉过程中越拉越紧，与连接器紧密结合。夹持机构从内到外逐渐收缩的圆孔，辅以锥形夹片，夹片用高强碳素钢制作，保证在连接器工作过程中，不会被挤压变形甚至破坏。此处锥形夹片及渐变口部设计，是为了对连接体进行第一次固定。初始可将旋拧装置拧到里端，便于将连接体放置于连接器内部，待连接体安装对准位置后，旋拧使得连接器两端将连接器夹紧，并且产生锥形效应，在外力作用下会使得，连接体愈发固定紧密。

灌浆段的连接器主体1内壁与锚杆6之间填充有粘接剂，灌浆段设有灌浆孔5，灌浆孔5设有两个且位于连接器主体1的同侧，待连接体通过端口部锥形旋拧设置完成第一次固定后，从灌浆孔5进行粘结剂的灌入，粘结剂采用改性环氧树脂，在保证粘结性的同时，改善其脆性和耐湿热性，使其能在高温、潮湿环境下仍保持较好的性能。此外连接体的第二次固定。

连接器主体1内壁设有推进式光纤光栅传感器3，推进式光纤光栅传感器3在连接体筋材固定后，进行灌注，既实现对连接体的二次固定，又能对推进式光纤光栅传感器3进行保护，实现对连接处受力状态和损伤情况的实时监测。具体来说，两个灌浆孔5之间，布设有两组环向的推进式光纤光栅传感器3，用于对两根筋体连接处的受力状态和损伤状态进行实时监测，环向推进式光纤光栅传感器3封装于两套环向的预制板上，两组环向板可在连接器体内连接体初步固定以后，进行环向收紧，使其接触于连接体表面，然后一同随粘结剂的灌入，将推进式光纤光栅传感器3粘结于连接体上固定，用于传输的线路，封装于灌浆孔5附近。

连接器安装完成后，将推进式光纤光栅传感器3外接多种解调器，实现对连接处的温度、受力状态、损伤程度等的实时数据收集，并通过信息传输装置，发送于云端服务器及大数据处理中心，完成对连接器状态的全天候远程监测预警。

基于上述玄武岩纤维增强连接器结构，其组装方法大致包括以下步骤：

1、将需要连接的两段钢筋分别从连接器两端口插入，转动两钢筋使其连接端连接紧密，然后旋拧连接器两端的锥形口部，使得端口锥面挤压固定，保证连接钢筋中正不发生偏移。

2、调整环形推进式光纤光栅传感器3，使其贴付于钢筋表面。并将推进式光纤光栅传感器3的导线4，通过孔口导出。导线4用PVC管或金属管进行一定保护，接于解调仪上调试正确。

3、将粘结剂从孔口注入，直至灌满外溢。

4、将孔口封堵，擦去多余的粘结剂，置于作业环境中静置养护，得到玄武岩增强纤维连接器。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。