CN1117200C

CN1117200C - 结构增强件

Info

Publication number: CN1117200C
Application number: CN00128189.5A
Authority: CN
Inventors: 小戈登·L·布朗
Original assignee: Clark - Tektronix & Co Ltd
Current assignee: Tektronix & Co., Ltd.
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2003-08-06
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: CA2323339A1; ATE258260T1; DE60007818T2; US6263629B1; EP1094171B1; DE60007818D1; EP1094171A2; DK1094171T3; CN1294236A; EP1094171A3; PT1094171E; CA2323339C; JP2001162614A; JP3546009B2; ES2211458T3

Abstract

一种包括第一种纤维和第二种纤维的加强格栅。上述第一种纤维具有能够增强硬化后的可硬化建筑材料，如混凝土的强度。所述第一种纤维还具有比第二种纤维更高的抵抗可硬化材料的侵蚀能力。因此，当第二种纤维在已硬化的材料中受到侵蚀时，第一种纤维仍能继续增强已硬化的材料。因此，可以采用较便宜的纤维做为第二种纤维，它可能在上述可硬化的材料中被腐蚀掉，但并不影响硬化后的建筑产品的强度。按照本发明的一实施例，上述第一种纤维包括碳纤维，而上述第二种纤维包括玻璃纤维。

Description

结构增强件

技术领域

本发明通常涉及一种适于增强一产品的结构构件，本发明还涉及利用该结构构件来形成增强产品的多种方法。

背景技术

由混凝土和其他砖石、粘结材料构成的结构经常需要增强其构造。这些混凝土集料的拉伸强度较低而抗压强度较好。当在诸如桥梁、建筑物或类似建筑结构中使用混凝土结构构件时，经常利用增强物来赋予所需的拉伸强度。在现有的和新的混凝土结构中，诸如在预制公路、混凝土楼板、人行道、输送管道等中已采用各种形状的钢材来担当增强件，如多孔的钢丝网、钢筋和钢格栅。钢格栅已被用在诸如吊桥桥面板的钢筋混凝土结构中。这些钢格栅是一种闭孔结构，而且每一钢格栅部分都容纳并限定有一个长方形或正方形的混凝土柱。而当这种类型的格栅被用作增强材料时其效率实质上是很低的。

被用作加强材料的钢或其他金属材料易受到腐蚀的作用。腐蚀所造成的结果导致钢柱膨胀，从而产生“剥落”效应，而剥落又会造成混凝土结构断裂和老化。在潮湿度高的地区和经常通过在马路、高速公路、人行道上撒盐来融化冰雪的地区，上述混凝土结构的断裂和破碎现象尤为严重。例如，在佛罗里达沿海或低岛地区的水道上的一些桥梁由于长期暴露在海洋空气中，导致老化破裂、寿命缩短，因而需要不断地重建这些桥梁。在中东地区，由于混凝土结构中采用了用当地的酸性砂石制成的混凝土，同样导致了混凝土中钢筋的腐蚀。

另外，由于金属加强件受到腐蚀有脱落的潜在可能，该构造通常要求具有至少一英寸或更厚的“保护层”，也就是使钢筋增强件与混凝土表面之间的距离至少约为一英寸。这就需要混凝土构件如板构件的设计厚度必须具有一定的最小厚度，通常约为三英寸，从而使得钢筋增强件或钢筋加强件两侧的水泥厚度约为一英寸左右。这种为了防止脱落而确定的最小厚度形成了一定的设计规范，并且要求板构件表面的一个目的在于提供一种适于有效地增强包括壁较薄的混凝土墙板的各类不同产品的结构构件。本发明的另一目的在于提供适于增强产品的构件的使用方法和有效生产这些构件的方法。

本发明通过有利地包含第一种纤维和第二种纤维的加强格栅而实现本发明的上述及其它目的和优点。第一种纤维的强度足以使诸如混凝土之类的可硬化的结构材料在硬化之后得到增强。第一种纤维还具有比第二种纤维更强的抵抗可硬化材料侵蚀的能力。因此，在硬化材料中的第二种纤维被侵蚀后，第一种纤维仍能继续起到增强硬化材料的作用。所以，可将较便宜的纤维作为第二种纤维使用，并能使其在可硬化材料中腐蚀后而不影响硬化的结构产品的强度。

更具体地说，本发明为一种用于增强产品的结构构件，该产品由可硬化的结构材料在硬化之后形成，所述结构构件呈一种加强格栅的形式，该构件包括第一种纤维和第二种纤维，其中第一种纤维具有比第二种纤维更高的增强硬化之后的可硬化材料的强度以及比第二种纤维更高的抵抗可硬化材料侵蚀的能力，而上述加强格栅包括：

一组经向丝束，其中至少一些上述丝束是分隔开的并且至少一些经向丝束由上述第一种纤维和第二种纤维中的一种构成；

一组纬向丝束，其中至少一些丝束是分隔开的，并与上述经向丝束组以基本上垂直的角度放置以形成一个粗孔式结构，可硬化的材料在硬化前可以通过上述粗孔结构，至少一些纬向丝束由上述第一种纤维和第二种纤维中的另一种构成；

由此，上述格栅的一部分是由第一种纤维构成的，当第二种纤维在硬化后的材料中受到侵蚀后，该第一种纤维可继续增强上述硬化的材料。

在本发明的一个具体实施例中，第一种纤维包括碳纤维，而第二种纤维包括玻璃纤维。碳纤维的强度能够增强硬化后的可硬化材料。与之相反，玻璃纤维在可硬化材料中会受到腐蚀，但其价格却比碳纤维低得多。

经向丝束组可被分成若干小组，每一小组中又包含有多个彼此相邻的丝束，其中每一小组中至少有一束丝束位于纬向丝束组的一侧，同时每一小组中至少有另一丝束位于纬向丝束组的另一侧。特别是，编织的湿层压材料或编织的预浸料坯中引发固有的“扭结”，结果导致围绕在柱体周围的完全笔直的纤维很少。

加强混凝土结构和柱体的另一方法是在混凝土柱体的周围焊接钢板，用来支撑混凝土的墙体。这些钢板同样会遭受到由被支撑柱体的毁坏而引起的腐蚀作用和松动作用。另外，该方法仅是一种外部的增强，而且由于缺乏令人赏心悦目的外观，使得它并不受欢迎。

另一种加强混凝土混合物的方法是采用短的(1/4-1英寸)钢、尼龙或聚丙烯纤维。由于玻璃纤维对硅酸盐水泥中的碱性侵蚀的敏感性，裸露的“E型”玻璃纤维一般不被采用。

美国专利第5836715号提供了一种用于沥青和混凝土路面以及其他结构的示例性结构增强件，该文献在此处引用为参考文献。文中揭示的增强件包括一网格组织，该网格组织具有相互之间大体上垂直地布置的一组经向丝束和一组纬向丝束。网格组织基本上完全浸渍以树脂，以便使丝束在其交叉点处相互粘固在一起。经向丝束组被分成数小组，每一小组中又包含有多个彼此相邻的丝束，其中每一子组中的至少一个丝束位于纬向丝束组的一侧，并且每一小组中的至少另一丝束位于纬向丝束组的另一侧，它们与本小组中位于纬向丝束另一侧上的其余丝束成相邻地叠置的关系。这些丝束可由玻璃纤维(E类玻璃纤维较为合适)、碳纤维、阿拉迈德或尼龙组成。但是，如前所述，由于玻璃纤维对硅酸盐水泥中的碱性侵蚀的敏感性，在粘结材料中使用玻璃纤维是很困难的。另外，该专利中披露的其它纤维也各有不足之处，例如碳纤维尽管有优异的强度和抵抗混凝土中的碱性侵蚀的能力，但其成本相对较高。

因此，有必要改善适于增强各类产品的结构构件。例如，不断需要为混凝土结构提供一种结构增强件来完成增强功能或提高混凝土结构的材料性能，但免受腐蚀和侵袭。这种结构增强件最好不仅能够耐腐蚀或侵袭，而且价格也相对便宜。还需要提供一种利用这些构件来增加产品的方法。

发明内容

本发明的一个目的在于克服上述现有技术中存在的不足。更具体的一个目的在于提供一种适于有效地增强包括壁较薄的混凝土墙板的各类不同产品的结构构件。本发明的另一目的在于提供适于增强产品的构件的使用方法和有效生产这些构件的方法。

经向丝束组可被分成若干小组，每一小组中又包含有多个彼此相邻的丝束，其中每一小组中至少有一束丝束位于纬向丝束组的一侧，同时每一小组中至少有另一丝束位于纬向丝束组的另一侧。特别是，位于纬向丝束一侧的经向丝束可以包括第一种纤维，而位于纬向丝束另一侧的经向丝束可以包括第二种纤维。

根据一个实施例的加强格栅基本上完全地浸渍以一种可热固化的B阶树脂，以便使丝束在丝束交叉点上互锁，并使格栅保持一种半柔性状态，这样的格栅结构就能和被增强产品的形状保持一致。热固性树脂还可在使用之前充分固化，这样可以使丝束在丝束交叉点处互锁，同时维持格栅处于比较坚硬的状态。

加强格栅的一个特别有用的用途是用于由混凝土构成的薄壁制品中。该格栅的优点在于可使薄壁墙板的厚度不超过大约3英寸。与之相关的方法也同样构成本发明的一部分。

因此，本发明为混凝土和沥青提供了一个既结实又相对便宜的增强件。第一种类型的碳纤维提供了必要的强度以增强硬化后的可硬化材料，而第二种类型的玻璃纤维则为结构提供嵌入可硬化材料之前的加强格栅。由于第一种纤维的耐久性和强度，使得第二种纤维可以由比较便宜的纤维构成，而且也不必考虑这些纤维的耐腐蚀性能。

附图说明

图1是本发明一个实施例中的结构增强件的透视图；

图2是本发明另一实施例中适于增强产品的结构构件的透视图；

图3是本发明又一实施例中适于增强产品的结构构件的透视图；

图4是本发明结构构件的一个实施例的透视图，该构件适于采用金属或玻璃纤维加强筋。

图5是按照本发明的用加强格栅增强的薄壁混凝土板结构的剖视图；

图5A是根据图5所示的薄壁墙板的放大的剖视图，用以更加详细地说明加强格栅；

图6是按照本发明结构增强件的另一个实施例的透视图。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明。本发明并不局限于所述的具体实施例，之所以进行详细说明是为了使本领域的技术人员能够制造并使用本发明。

图1示出的增强一产品的结构增强件是本发明的具体体现。通过在材料硬化之前把该结构增强件放入可硬化材料中，可用来增强由混凝土、沥青之类的可硬化的结构材料构成的产品。该结构增强件包括一个加强格栅10，而加强格栅10具有相互之间大体上垂直地布置的一组经向丝束12和一组纬向丝束14。每一丝束均包括许多连续的长丝，它们例如可由玻璃纤维(E类玻璃纤维较为合适)、碳纤维、阿拉迈德纤维或尼龙纤维组成。

如示出了较佳实施例的图1和图6所示，最好网格的一些丝束12、14由第一种纤维11构成，同时网格的其它一些丝束由第二种纤维16构成。第一种纤维11有足够高的拉伸模量和劲度来增强硬化后的混凝土结构。第一种纤维11还能够抵抗碱性侵蚀和混凝土的长期腐蚀。目前发现使用碳纤维作为第一种纤维尤为合适。

根据一个较佳实施例，第二种纤维16由玻璃纤维构成。玻璃纤维没有碳纤维的强度高，同时易受碱性侵蚀和混凝土材料的腐蚀。事实上已经发现混凝土结构中的玻璃纤维经过几年的时间就会断裂，并丧失其全部的原始纤维强度。然而，玻璃纤维比碳纤维要便宜得多。本发明保留了两种纤维的优点而将不利因素降至最低。具体是，玻璃纤维16只在所述加强格栅10被混凝土包围之前的处理阶段或随后的混凝土硬化阶段起增强作用。也可能会出现这种情况，即如果玻璃纤维未被混凝土侵蚀，那么它足以增强混凝土。但是，即使玻璃纤维16后来被腐蚀并丧失了它的全部强度，碳纤维11仍将继续增强混凝土。从另一方面来说，使用仅由部分碳纤维构成的加强格栅10比使用全部由碳纤维构成的加强格栅要便宜得多。

然而，第一和第二种纤维并非一定要使用碳纤维和玻璃纤维，如上所述，由其他成分构成的纤维也都可以使用。为了尽可能完善上述玻璃纤维，可以使其浸润一层涂料(例如硅烷)来帮助抵抗碱性侵蚀效应，同时该涂料与下面所述的热固性树脂有良好的兼容性。所述格栅的纤维可以替换地或附加地涂敷橡胶(例如丁苯橡胶胶乳)或类似物来极大地降低玻璃纤维的腐蚀。此外，本发明的加强格栅的用途并不局限于混凝土结构中，还可以用于其它场合，例如沥青路面，此时所述纤维能够承受例如由于长期接触雨水而具有高浓度路盐的其他类型的侵蚀作用。

在所述的实施例中，将经向丝束12分为若干小组13，每一小组中含有两个邻接的丝束。将纬向丝束14分为若干小组15，每一小组中均包含图2、3和6所示实施例中的数个邻接的丝束，但是本领域中的普通技术人员可以认识到，和经向丝束的情况一样，每小组纬向丝束可以只包括一个丝束。例如，图1示出了各纬向丝束都彼此分开的一个实施例。每一组丝束的小组均彼此分开，以便形成粗孔式结构。同时可以注意到，在本实施例中每一小组经向丝束13中的一个丝束位于纬向丝束组的一侧，而每一小组经向丝束13中的另一丝束以邻接叠置的方式位于纬向丝束组的另一侧。因而使丝束组不会相互交错。经向丝束的邻接叠置使得纬向丝束产生了“夹紧或封装”效应，该效应在交叉点处产生了机械的和化学的结合。

第一种纤维11和第二种纤维16在格栅中可以有多种布置方式。例如，经向丝束12或经向丝束小组13可以由第一种纤维11和第二种纤维16交替组成，如图1所示。类似地，纬向丝束14或纬向丝束小组15也可由第一种纤维11和第二种纤维16交替组成。所有的纬向丝束可以由上述两种纤维之一构成。或者，所有的经向丝束可以由上述两种纤维之一构成。甚至可能在两个方向上或其中一个方向上加进除第一、第二种纤维之外的其它纤维来取得其它方面的优点。

图6所示的具体实施例中在经向和纬向两个方向上，每隔三小组玻璃纤维16的丝束就有一束碳纤维11，从而每四束纤维中至少要含有部分碳纤维。虽然本领域普通技术人员认为相邻碳纤维丝束之间的最大距离与很多因素有关，但目前认为该最大间距约为2-2.5英寸。玻璃纤维16可以采用PPG(聚丙烯乙二醇)的1715型，每英镑可承受433码屈服，并且在每一小组中按两束成一捆的方式排列。如上所述，每一小组经向纤维13中所含有的两个经向丝束12分别位于纬向丝束14的两侧。碳纤维11的丝束可以由48K丝束构成(即每个丝束含有约48000条单丝)，每英镑可承受425英尺屈服。虽然本领域普通技术人员可以理解碳纤维11也可以由3K，6K，12K和24K丝束构成，但是采用较大的纤维丝束有时比采用较小的纤维丝束更为经济。

图1所示的实施例包括全部由玻璃纤维16构成的纬向丝束14，和包括碳纤维11和玻璃纤维16的经向丝束12。如上所述，每一小组经向丝束13中均包括一对分别位于纬向丝束14两侧的丝束。然而，经向丝束小组13是由如下所述的两个小组交替构成的：一个小组是两个经向丝束由玻璃纤维构成，另一小组中丝束之一包括碳纤维而另一丝束包括玻璃纤维。碳纤维丝束11均放在纬向丝束14的同一侧，这样就使每一组交替放置的经向丝束小组13的一侧为碳纤维，而另一侧为玻璃纤维。因此，由于碳纤维丝束比玻璃纤维丝束更为结实，经向玻璃纤维丝束的主要作用是将纬向玻璃丝束缚结在经向碳纤维丝束上。每一小组交替放置的经向丝束13也可以有位于纬向丝束14两侧的碳纤维丝束11，这可以使在经向丝束和纬向丝束的交叉点处有更长期的“交叉粘合强度”。

加强格栅10可以几乎彻底地浸渍一种热固性B阶树脂以便锁紧在其交叉点处的丝束，同时使加强格栅保持一种半柔性状态，该状态允许网格组织与被增强产品的形状一致。加强格栅被设计成装在最终产品中，从而使材料与最终使用的产品的形状和功能一致，然后固化成一个结构复合体。加强格栅能够和最终产品的形状一致的特性使得该构件可以借助在成品的最终结构中施加或产生的内在热量固化。例如，在铺路时使用热沥青或将热沥青用于屋面系统时，浸入加强格栅的热固性B阶树脂可以借助上述过程中所使用的热沥青的热量而固化。可以选择浸入格栅的树脂，从而通过使其处于具有预定温度的热沥青下而固化。在将格栅置入混凝土结构之前可以通过加热使其固化或部分固化。

如图1所示，丝束的交叉可以在格栅中形成各种形状的开孔，其中包括方形的或矩形的，其范围从1/2英寸到6英寸不等。图1所示的方形孔的尺寸为沿经向1英寸，沿纬向也是1英寸。每一丝束中玻璃纤维捆的规格可以不同。玻璃丝束的屈服范围从每英镑1800码到每英镑56码，具体来说，丝束的屈服为每英镑247码和每英镑433码。

格栅10可以由传统的机器来制造，例如在授予Curinier等人的美国专利第4242779号中公开的基料生产机，此处特意将该专利的公开内容引用为参考文献。

B阶树脂是一种热固型树脂，它是A阶的进一步热反应，从而产品在普通溶剂中只能部分溶解，甚至在华氏150°-180°下也不能完全塑化。合适的树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、乙烯基脂、可交联的聚氯乙烯(PVC)以及间苯二甲酸聚酯。所有这些树脂的一个共同特点是它们都属于热固性材料，而且它们将交联成一个坚固的复合体，一旦完全固化以后就不能被再软化或重塑。它们还有成为“B阶”的能力，在“B阶”中它们并未完全固化，并且能够被软化和重塑成与最终产品相一致的形状或者被瓦楞成形为如下所述的三维形状。一个优选实施例采用借助水乳液施加在扁平的粗网目稀松非织织物上的聚氨脂环氧树脂。

一种生产加强格栅10的较佳方法包括在“蘸涂”操作中施加树脂，如美国专利第5836715号所述，该专利写入此处是为了作为参考。在“蘸涂”操作中，池中的树脂被水乳化，而其中的水在随后的夹紧和加热操作中被蒸发掉了。能够如上所述地成为“B阶”的树脂是合适的，而且打算用于该结构构件的树脂是非溶剂基树脂，至于是否可以被水乳化均可。诸如聚乙烯或PPS的树脂也可使用。这些树脂将用于一种乳液型涂操作中，并固化到B阶。在某种程度上，单独的长丝本身也可以被浸渍以树脂。

在格栅10上浸渍热固性B阶树脂使加强格栅成为半柔性的，并可与欲被增强的产品的形状保持一致，尤其是在加热的情况下。一旦加强格栅与欲被增强的产品的形状一致，B阶树脂就固化到热固性状态，再加以冷却以增加其刚性并提高最终产品的性能。

浸渍树脂的加强格栅10的优点之一就是它能和希望被增强的产品的形状保持一致，并可利用在常规生产过程中获得的热量进行现场固化，例如利用在沥青路面施工中的热沥青混凝土现场固化。或者，可以利用外部的热源进行固化，在这种情况下，既可以在其置入最终产品之前就将其固化到坚固的状态，也可以在将其置入最终产品之后，再向其提供补充热量。

一旦固化，加强格栅就相当坚硬了。这样就制成了一个适于增强诸如预制混凝土部件、沥青覆面的基础等产品的结构构件。这种坚固的格栅与浸渍B阶树脂的扁平加强格栅相比，除了B阶树脂已经提前成为完全固化的C阶树脂以外，二者在结构上具有相同的丝束构造和成分。加强格栅的最终的坚固状态为产品提供了进一步地增强。

另一个实施例中的结构增强件包括一个如图2中的附图标记32所示的三维结构构件。该三维结构构件32可以通过以如上所述地浸渍B阶树脂的扁平加强格栅10开始并按照美国专利5836715号中所述的技术将其加工成三维结构而形成。更具体地说，就是将经向丝束12瓦楞成形成交替的突脊和凹槽，而纬向丝束14仍保持基本上为线性的。

三维结构构件32可适应多种参数和格栅配置，这些参数和配置随着不同应用场合例如在混凝土和沥青路面结构中的各种要求而不同。格栅高度也可以改变以适应最终产品的限定。例如，混凝土所用格栅的高度一般比沥青铺路所用的格栅的高度更大，主要原因是需要增强的新混凝土路的厚度一般较大，相比之下，沥青覆面的厚度通常只有2-2.5英寸。在一个新建的沥青路面结构中，覆层的厚度可能是5-11英寸，格栅的高度将更大。一般情况下，在铺设沥青铺面时要施加多层沥青，每层沥青的厚度为2-2.5英寸，因此，用于沥青加强的优选格栅的高度应在0.5-4英寸之间。也可使用各种宽度的格栅，例如，目前正在考虑试用宽达7英尺的格栅，但本例对格栅的宽度并不作限定。

如上所述地带有热固性B阶树脂的三维结构构件32允许加强格栅处于半柔性状态并与欲被增强的产品的形状一致。一旦加强格栅与被增强产品的形状一致，将固化B阶树脂以提供额外的刚性，并提高最终产品的性能。图2所示加强格栅的优点之一是它可以与希望被增强的产品的形状一致，并可利用常规生产过程中获得的热量进行现场固化，例如用来自沥青路面施工中的热沥青混凝土的热量固化，或者也可以利用来自外部热源的热量固化。如果愿意，也可在置入最终产品之前将结构构件32固化到一个坚固的状态。根据特定的树脂，加强格栅可在一个预定的温度下受热固化。

三维结构构件32有许多可能的应用。一个较佳实施例是用于建造钢筋混凝土或沥青路面的方法。所述三维加强格栅还可用于增强混凝土预制板中的混凝土结构，加强双“T”型混凝土梁，混凝土管道，混凝土墙板，并可用于稳定骨料底层，例如道路建设中用作底基层的岩石集料。

图3示出了本发明的适于增强产品的三维结构复合构件40的另一实施例，它包括一个三维波状构件32a，该构件32a类似于上述构件32，但是其中经向丝束12a的波纹以大约为45°的角倾斜，而不像构件32中那样基本垂直。还有，纬向丝束14a的数目和放置方式也有所变化。如图所示，构件32a和上述的通常扁平的格栅10结合使用。特别是，通常扁平的加强格栅10可被放置成与三维加强格栅的一个平面共同伸展。

三维结构复合构件40上可以如上所述地浸渍B阶树脂，或者可以如下面将进一步讨论的那样在置入欲被增强的产品例如硅酸盐水泥混凝土制品之前充分固化。

本发明的另一实施例如图4所示，其中包括一个三维结构增强件32b，该增强件32b包括一个结构与图2极为类似的网格结构，它包括许多组相互垂直地放置的经向丝束13b和纬向丝束15b。增强件32b还包括模塑在加强格栅的经向丝束内的特定部位42，从而允许钢筋或玻璃纤维加劲杆44可以放置在至少一些波纹的凹槽内，以便沿着波纹起伏的方向伸展。在较佳实施例中，这些部位允许钢筋或玻璃纤维加劲杆44被放置在由波纹形成的上、下表面之间，因此，这些部位距离放置波状格栅结构的底部或表面大约有1英寸。在将钢筋或玻璃纤维加劲杆放置在这些位置42上以后，可以与上述钢筋垂直地放置附加的钢筋(未示出)，并且通过将其系缚在复合的波状加强格栅的“Z轴”纤维上而在顶部将其固定在适当的位置。将部位42“塑造”在波状的复合格栅内的主要优点是使得被放置的钢筋或玻璃纤维加劲杆与放置波状加强格栅的地基或基础之间存在一定的距离。在将钢筋放入诸如桥面板的制品中时通常使用一种小的塑料定位垫块以便定位钢筋，从而使钢筋并不放在基础上，而是距离基础大约1-2英寸。图4所示的实施例中并不要求有这些独立的钢筋定位垫块。

上述结构增强件的几种实施例可以应用于各种用于增强不同产品的方法中。一种方法包括提供上述的浸渍B阶树脂的加强格栅，以一致的关系将该加强格栅施加到产品上，然后加热所述产品以便固化树脂并将树脂转变成完全固化的树脂，从而强化加强格栅并增强所述产品。任何带有可在现场固化的半刚性粗孔增强件的优点的产品都有可能应用本方法。因此，此处通过举例所包含的实施例并不局限这些方法和应用。

如图3所示，结合使用平面型格栅和三维格栅将适于在波纹方向上应用三维复合格栅，并在通过格栅结构泵入混凝土以形成最终的混凝土路面时允许本领域中的工人能够更好地在材料上行走。平面型格栅可被放置在三维格栅的顶部上，并例如用金属或塑料的扭转式连结件的紧固装置紧固，以便将平面型格栅更好地保持在波状格栅结构的顶部上。另外，在混凝土路面的施工中，可以将平面型复合格栅也放置在三维波状格栅结构的下面，以增加三维结构的结构整体性。

三维格栅可以通过将波状三维结构一个堆放在另一个上而有很多变化，从而使得制造商能够应付混凝土路面中所需增强件的数量。这样做仍可使混凝土流过格栅结构中的开孔，但却提供了一种可使混凝土中的增强件数量增加的手段。

在此所述的新型加强格栅的实施例具有多样化的用途，另外可用于增强公路的路面。例如，通过利用热沥青基体的放热机制来完成固化过程或其它可能的外部热源来完成完全固化过程，使毁坏的电话线管道得以修复。本发明的另一实施例包括一种用于制造在易发生地震的地区的增强混凝土柱并使其具有较好的防震性能的方法。该方法通过由外部加热器或热沥青基体覆层提供的热量来完成固化过程。

当本发明的加强格栅如上所述地完全固化时，对于增强由诸如硅酸盐水泥之类的混凝土材料所构成的结构特别有用。例如，在新路面的建设中，先将基础准备好，再将完全固化的加强格栅放置在基础之上。然后，将液态混凝土灌注在基础上，以便浸没加强格栅，等到混凝土固化以后，就形成一个内部埋有加强格栅的增强的混凝土路面。

按照本发明的另一个应用加强格栅10的混凝土产品如图5所示。在某些应用场合，需要在混凝土结构中带有薄壁板部分58。例如，并不要求有极高的强度的板件58和/或用一个或多个肋60增强的多个板件由于传统钢筋混凝土的限制有时比需要的厚度更厚一些。如上所述，通常钢筋的两侧用于覆盖钢筋的所需混凝土的厚度分别至少为一英寸，以保证钢筋的腐蚀不会导致混凝土的剥落。但是，使用本发明的增强件，用于加强格栅的材料不会以当护层混凝土的厚度小于一英寸时使护层混凝土剥落的方式被腐蚀。另外，加强格栅10的总厚度也明显小于传统钢筋的厚度。因此，优选地用本发明所述的加强格栅制成的混凝土墙板58或墙板部分的厚度小于三英寸，甚至可以达到3/4-1英寸。

本发明的另一用途包括一种增强沥青屋顶的方法，该屋顶既可以是一预制的单层板材，也可以是传统的组合屋顶。在搭建屋顶的过程中，热沥青的热量将会使B阶树脂固化成C阶。上述结果使屋顶更加坚固，可以抵抗在屋顶上走动或滚动所引起的下陷、变形或破裂。

在附图和举例中已经阐述了本发明的最佳实施例，其中虽然使用了特殊术语，但术语只能作为一般性的和描述性的理解，并不是为了起限定作用，本发明的范围将在权利要求书中描述。

Claims

1.一种用于增强产品的结构构件，该产品由可硬化的结构材料在硬化之后形成，所述结构构件呈一种加强格栅的形式，该构件包括第一种纤维和第二种纤维，其中第一种纤维具有比第二种纤维更高的增强硬化之后的可硬化材料的强度以及比第二种纤维更高的抵抗可硬化材料侵蚀的能力，而上述加强格栅包括：

2.根据权利要求1所述的结构构件，其特征为，所述第一种纤维包括碳纤维，所述第二种纤维包括玻璃纤维。

3.根据权利要求1或2所述的结构构件，其特征为，所述的一组经向丝束被分成数小组，每一小组中又包含多个相邻的丝束，每小组中至少有一束纤维位于纬向丝束组的一侧，同时每一小组中至少一个另外的丝束位于纬向丝束组的另一侧且成一种叠置关系。

4.根据权利要求3所述的结构构件，其特征为，位于纬向丝束一侧的经向丝束包括第一种纤维，位于纬向丝束另一侧的经向丝束包括第二种纤维。

5.根据权利要求3所述的结构构件，其特征为，位于经向丝束一侧的纬向丝束包括第一种纤维，位于纬向丝束另一侧的经向丝束也包括第一种纤维。

6.根据上述权利要求1、2、4和5中的任一项所述的结构构件，其特征为，所述的各组丝束之间互相不交织。

7.根据上述权利要求1、2、4和5中的任一项所述的结构构件，其特征为，所述格栅基本上全部地浸渍以一种热固性B阶树脂，以使所述各丝束在其交叉点上互锁，同时使所述格栅保持在一种半柔性状态，这种状态使得格栅能与被增强产品的形状保持一致。

8.根据上述权利要求1、2、4和5中的任一项所述的结构构件，其特征为，所述格栅基本上全部浸渍以一种完全固化的热固性树脂，以便使所述各丝束在其交叉点上互锁，同时使所述格栅保持在一种相对坚固的状态。