3.2　GFRP筋原材料材性及制备

本节利用郑州大学教育部纤维复合建筑材料与结构工程研究中心的生产设备，根据不同的肋深、肋间距制备几种不同表面形式的GFRP筋，并进行一系列系统试验测试，研究了不同因素对于GFRP筋力学性能的影响。

利用拉挤缠绕工艺，根据牵引机拉挤速度和缠绕机缠绕速度的关系，制备肋间距为18mm和27mm两种肋间距的GFRP筋；利用校力轴角度不同而对缠绕物施加力大小不同的原理，通过改变校力轴的角度，制备浅肋（大约0.5mm）和深肋（1.5～2mm）两种肋深的GFRP筋。

3.2.1　原料的材性

3.2.1.1　基底树脂

本试验GFRP筋使用的基底树脂为乙烯基树脂，基本性能见表3-5。

表3-5　乙烯基树脂的基本性能

3.2.1.2　玻璃纤维

本试验采用的是金牛玻璃纤维，基本性能见表3-6。

表3-6　玻璃纤维的基本性能

3.2.2　GFRP筋的制备

本小节采用郑州大学教育部纤维复合建筑材料与结构工程研究中心的FRP筋拉挤成型设备，制备肋间距不同、肋深不同的GFRP筋材，如图3-2所示。筋材的增强材料为无捻无碱玻璃纤维纱，基体树脂采用的是聚乙烯不饱和树脂，其中玻璃纤维体积含量为65%～75%，基体树脂体积含量为25%～35%，尼龙绳作为缠绕材料。

图3-2　制备的GFRP筋材类型

制备GFRP筋时，缠绕设备将尼龙绳单向缠绕于筋材表面，形成螺纹状肋变形，同时表面螺旋缠绕对纤维施加一定约束力，使纤维束紧密地结合在一起，通过变化缠绕速度和牵引速度可以改变肋间距的大小。二次浸胶使GFRP筋表面纤维充分浸渍。GFRP筋材的主要成型工艺包括粗纱、浸渍、预成型、缠绕、二次浸渍、固化成型、牵引和切割成品等。本试验制备了直径为16mm，肋间距分别为18mm、27mm，肋深分别为浅肋（大约0.5mm）和深肋（1.5～2mm），表面缠绕物为尼龙绳的GFRP筋材。

肋间距的调节由牵引速度和缠绕盘转速来决定，由缠绕机与牵引机配合共同完成。牵引速度由牵引机控制，缠绕机转速通过变频器变频，改变电动机的频率来调节。电动机的动力经变速后，带动小齿轮、大齿轮和缠绕盘转动，安装在缠绕盘上的线圈，在缠绕转动的牵动下，连续放线，线绳在运行的纤维束上勒出沟槽，从而完成筋材螺旋状肋的制作。通过控制牵引速度和电动机频率制作不同肋形式的GFRP筋材，通常牵引速度由成型温度决定。所以，通常通过调节变频器的频率来改变肋间距的大小。