一种基于碳纤维的土工格栅复合体及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种基于碳纤维的土工格栅复合体及其制造方法，其中一种基于碳纤维的土工格栅复合体，包括自上而下依次设置的上层聚丙烯长丝纺粘土工布、碳纤维土工格栅和下层聚丙烯长丝纺粘土工布，所述的上层聚丙烯长丝纺粘土工布、碳纤维土工格栅和下层聚丙烯长丝纺粘土工布通过粘结固定为一体。本发明专利技术将碳纤维土工格栅与聚丙烯长丝纺粘土工布复合，使本合成体兼具碳纤维土工格栅和聚丙烯长丝纺粘土工布的优点，碳纤维土工格栅复合聚丙烯长丝纺粘土工布很低的延伸率及较高的抗拉强度，可有效清除路面结合处或裂缝处的应力集中，降低裂缝在路面中的扩展和向上反射，延缓了反射裂缝的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳纤维的土工格栅复合体及其制造方法
本专利技术涉及土工材料
，尤其涉及到一种用于基础设施建设的土工合成材料，具体为一种基于碳纤维的土工格栅复合体及其制造方法。
技术介绍
土工格栅和土工布是常见的土工材料，被广泛应用于路面、路基和堤坝护坡等领域。中国专利公开号CN206570632U于2017年10月20日公开了一种玻纤复合格栅，其技术特征在于：提供一种玻纤复合格栅，通过在原有玻纤格栅的基础上设计改造，通过在格栅本体上添加边框、连接件，提高格栅拼接和固定的效率和稳定性，通过改造格条的内部结构以及在格栅本体上端设置有无纺布层，增强格栅的抗撕裂能力、整体的强度和其过滤性能，进一步提高其使用寿命。该玻纤复合格栅包括由格条垂直编织相交构成的格栅本体，格条由内向外依次包括玻纤编织层、防腐层、防撕裂层、覆盖层。玻纤编织层设置于防腐层内，防腐层与防撕裂层之间设置有加强筋，加强筋的下端与玻纤编织层相连；格栅本体中设置有透气孔，格栅本体的四周设置有边框，边框与透气孔的相交处设置有连接件。上述专利的方案通过玻璃纤维与土工布的复合，使格栅同时具备了两种产品的优点，但是其结构复杂，复合工艺复杂，而且其所用到复合材料玻璃纤维和土工布的性能限制了产品整体性能的提升。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种基于碳纤维的土工格栅复合体，重量轻、结构和复合工艺简单，而且易于制造。本专利技术是通过如下技术方案实现的，提供一种基于碳纤维的土工格栅复合体，包括自上而下依次设置的上层聚丙烯长丝纺粘土工布、碳纤维土工格栅和下层聚丙烯长丝纺粘土工布，所述的上层聚丙烯长丝纺粘土工布、碳纤维土工格栅和下层聚丙烯长丝纺粘土工布通过粘结固定为一体。本方案采用“二布一格栅”的结构，将两层聚丙烯长丝纺粘土工布与碳纤维土工格栅结合，利用碳纤维格栅的比重小、高强度、高抗冲击性、低延伸率特点提高复合体整体的抗冲击性、抗拉能力，同时减轻重量、降低断裂伸长率；利用聚丙烯长丝纺粘土工布过滤、隔离作用保护内部碳纤维格栅，提高整体抗撕裂能力，同时增强了反虑效果；上层聚丙烯长丝纺粘土工布、碳纤维土工格栅和下层聚丙烯长丝纺粘土工布通过粘结固定为一体，避免了三者之间发生移位。作为优化，所述碳纤维土工格栅包括编织在一起的若干横纤维带和若干竖纤维带，相邻的两横纤维带和相邻的两竖纤维带围成格栅孔，所述横纤维带包括四条相互平行的横碳纤维束，同一横纤维带中相邻的两横碳纤维束之间设置有条带孔；还包括辅助膜体，所述辅助膜体与竖纤维带固接，可以是缝制连接，也可是粘接，辅助膜体朝向条带孔的侧面上设有伸至条带孔中的气泡，气泡的高度与横碳纤维束的厚度一致。本优化方案的碳纤维土工格栅编织工艺简单，通过在横纤维带中设置条带孔，方便设置辅助膜体；本优化方案的辅助膜体通过设置气泡，提高了格栅的挂胶能力，为后续压合时的牢固粘结提供保证，气泡在压合时受压破损，以避免影响格栅与土工布的粘合。作为优化，辅助膜体远离条带孔的侧面上设有若干条凹槽，凹槽的延伸方向与竖纤维带延伸方向一致。本优化方案通过设置凹槽，增加了辅助膜体远离条带孔侧面的挂胶效果，从而进一步保证了粘结效果，将凹槽的延伸方向设置为与竖纤维带延伸方向一致，与其两侧的横碳纤维束形成两个方向的挂胶，进一步增强挂胶效果。作为优化，竖纤维带包括四条相互平行的竖碳纤维束，同一竖纤维带中的四条竖碳纤维束依次贴合设置。本优化方案的设置，在选择辅助膜体与竖纤维带通过粘结固定时，方便在竖纤维带上集中抹胶对辅助膜体进行固定，避免了由于竖碳纤维束之间存在缝隙而导致的胶体分散问题。本方案还提供一种土工格栅复合体的制造方法，包括如下工艺流程：1、将设有辅助膜体的碳纤维土工格栅卷放置于放卷架上，恒张力放卷，碳纤维土工格栅经胶料槽涂胶后进入立窑初步烘干；2、初步烘干后的碳纤维土工格栅进入压敏胶池进行双面浸胶，然后进入平窑烘干定型，烘干定型后的碳纤维土工格栅进入储布架；3、在储布架后方设置上放卷架和下放卷架，上放卷架上放置上层聚丙烯长丝纺粘土工布卷，下放卷架上放置下层聚丙烯长丝纺粘土工布卷，上放卷架和下放卷架同步放卷，从储布架牵引出的碳纤维土工格栅与上层聚丙烯长丝纺粘土工布、下层聚丙烯长丝纺粘土工布同时进入压合辊组进行压合，压合过程中，气泡受压破损，上层聚丙烯长丝纺粘土工布和下层聚丙烯长丝纺粘土工布分别位于碳纤维土工格栅的两侧；4、压合后形成的复合体由收卷装置进行收卷。作为优化，压敏胶池与平窑之间设置有压辊组，所述压辊组包括箱体和转动设置在箱体内的上压辊和下压辊，以及驱动上压辊和下压辊转动的驱动电机，箱体的前侧面开设有格栅进口，箱体的后侧面开设有格栅出口，碳纤维土工格栅经格栅进口进入箱体内，并绕过下压辊的底部，然后穿过上压辊与下压辊之间的格栅通道后绕制上压辊顶部，最后经格栅出口引出。本优化方案通过设置压辊组，即实现了对格栅的张紧，同时也给格栅的移动提供了一定动力，是格栅进料更平稳；通过上、下压辊的设置，对浸胶后的碳纤维土工格栅上粘设的胶体进行初步平整，提高碳纤维土工格栅两侧胶料厚度的均匀性，有利于提高复合体质量。作为优化，所述格栅出口与上压辊的顶部位于同一高度。本优化方案将格栅出口与上压辊的顶部设置在同一高度，便于碳纤维土工格栅水平进入平窑，使碳纤维土工格栅与上、下加热源之间的距离一致，有利于提高烘干的均匀性。本专利技术的有益效果为：将碳纤维土工格栅与聚丙烯长丝纺粘土工布复合，使本合成体兼具碳纤维土工格栅和聚丙烯长丝纺粘土工布的优点，碳纤维土工格栅复合聚丙烯长丝纺粘土工布很低的延伸率及较高的抗拉强度，可有效清除路面结合处或裂缝处的应力集中，降低裂缝在路面中的扩展和向上反射，延缓了反射裂缝的产生。附图说明图1为本专利技术实施例一结构示意图；图2为制造本专利技术土工格栅合成体的设备结构示意图；图3为本专利技术实施例二结构示意图；图中所示：1、上层聚丙烯长丝纺粘土工布，2、碳纤维土工格栅，3、下层聚丙烯长丝纺粘土工布，4、格栅放卷架，5、立窑，6、胶料槽，7、压敏胶池，8、压辊组，9、平窑，10、储布架，11、上放卷架，12、压合辊组，13、下放卷架，14、支撑台，15、收卷设备。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。实施例一如图1所示一种基于碳纤维的土工格栅复合体，由复合体制造设备制成，为“二布一格栅”的结构，具体的，基于碳纤维的土工格栅复合体包括自上而下依次设置的上层聚丙烯长丝纺粘土工布1、碳纤维土工格栅2和下层聚丙烯长丝纺粘土工布3，所述的上层聚丙烯长丝纺粘土工布、碳纤维土工格栅和下层聚丙烯长丝纺粘土工布通过粘结固定为一体。碳纤维土工格栅包括编织在一起的若干横纤维带和若干竖纤维带，相邻的两横纤维带和相邻的两竖纤维带围成格栅孔，竖纤维带包括四条相互平行的竖碳纤维束，同一竖纤维带中的四条竖碳纤维束依次贴合设置；所述横纤维带包括四条相互平行的横碳纤维束，同一横纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于碳纤维的土工格栅复合体，其特征在于：包括自上而下依次设置的上层聚丙烯长丝纺粘土工布、碳纤维土工格栅和下层聚丙烯长丝纺粘土工布，所述的上层聚丙烯长丝纺粘土工布、碳纤维土工格栅和下层聚丙烯长丝纺粘土工布通过粘结固定为一体。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于碳纤维的土工格栅复合体，其特征在于：包括自上而下依次设置的上层聚丙烯长丝纺粘土工布、碳纤维土工格栅和下层聚丙烯长丝纺粘土工布，所述的上层聚丙烯长丝纺粘土工布、碳纤维土工格栅和下层聚丙烯长丝纺粘土工布通过粘结固定为一体。


2.根据权利要求1所述的一种基于碳纤维的土工格栅复合体，其特征在于：所述碳纤维土工格栅包括编织在一起的若干横纤维带和若干竖纤维带，相邻的两横纤维带和相邻的两竖纤维带围成格栅孔，所述横纤维带包括四条相互平行的横碳纤维束，同一横纤维带中相邻的两横碳纤维束之间设置有条带孔；
还包括辅助膜体，所述辅助膜体与竖纤维带固接，辅助膜体朝向条带孔的侧面上设有伸至条带孔中的气泡，气泡的高度与横碳纤维束的厚度一致。


3.根据权利要求2所述的一种基于碳纤维的土工格栅复合体，其特征在于：辅助膜体远离条带孔的侧面上设有若干条凹槽，凹槽的延伸方向与竖纤维带延伸方向一致。


4.根据权利要求2所述的一种基于碳纤维的土工格栅复合体，其特征在于：竖纤维带包括四条相互平行的竖碳纤维束，同一竖纤维带中的四条竖碳纤维束依次贴合设置。


5.一种权利要求1~4任一项土工格栅复合体的制造方法，其特征在于，包括如下工艺流程：
（1）将设有辅助膜体...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁训美，陆诗德，王继法，李克朋，满续文，于花，王景红，赵文洁，董霏，
申请(专利权)人：山东路德新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37