一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿、制備及其使用方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿、制備及其使用方法，屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域。所述玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿由如下重量百分比的原料制成：水泥10?14％、粉煤灰1?3％、碳纖維0.3?0.5％、樹脂膠粉0.7?1％、玻化微珠顆粒8?10％、建筑用砂40?50％和水21.5?40％。本發(fā)明專利技術(shù)還公開了上述玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿的制備方法和使用方法。本發(fā)明專利技術(shù)通過在砂漿中加入碳纖維，實現(xiàn)加固結(jié)構(gòu)的功能，同時解決了傳統(tǒng)保溫砂漿容易開裂的問題；通過添加玻化微珠顆粒使砂漿實現(xiàn)節(jié)能效果，兼具節(jié)能保溫和結(jié)構(gòu)加固雙重效果，而且成本比單獨進行節(jié)能改造與結(jié)構(gòu)加固有顯著降低。

Vitrified micro bead carbon fiber reinforced heat insulating mortar, preparation and use method thereof

The invention discloses an vitrified micro bead carbon fiber reinforced heat insulating mortar, a preparation method and a using method thereof, belonging to the technical field of building materials. The raw material made of thermal insulation mortar is composed of the following weight percentage of reinforcement of the glazed hollow bead of carbon fiber cement: 10 14%, fly ash 1 3%, 0.5%, 0.3 carbon fiber resin powder 1%, 0.7 glazed hollow bead particles 8 10%, building sand 40 50% and 21.5 40% water. The invention also discloses the preparation method and the use method of the vitrified microsphere carbon fiber reinforced heat insulating mortar. By adding the carbon fiber in the mortar, reinforcement of structure and function, at the same time to solve the traditional insulation mortar is easy to crack problems; by adding glass beads particles make the mortar to achieve energy saving effect, has the dual effect of reinforcing energy-saving insulation and structure, and the cost of energy saving reconstruction and reinforcement than single structure decreased significantly.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿、制備及其使用方法
本專利技術(shù)涉及一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿、制備及其使用方法，屬于建筑材料

技術(shù)介紹
根據(jù)《中國投資年鑒2001》，我國從1985-2000年建設(shè)了126.34億平方米的房屋建筑。然而由于歷史和環(huán)境原因，這一階段的建筑質(zhì)量并不樂觀。根據(jù)2001年11月建設(shè)部對除西藏外的30個省、自治區(qū)、直轄市進行建筑市場和工程質(zhì)量檢查的情況，在抽檢的275項工程共查出有結(jié)構(gòu)隱患的工程14個，占5.1％；可能存在結(jié)構(gòu)隱患的工程51個，占18.6％。在這次檢查中，不執(zhí)行工程建設(shè)強制性標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重。據(jù)對浙江、福建、江西三省的檢查，工程勘察的違規(guī)行為占受檢項目的70％以上，工程構(gòu)造措施不符合規(guī)范的占40％以上，施工諸環(huán)節(jié)的違規(guī)行為占17％至60％。這些建筑在經(jīng)過十幾年到幾十年的使用后，亟須加固補強改造技術(shù)保證建筑可以安全使用。同時，目前按照我國設(shè)計規(guī)范，要求建筑使用壽命50年以上，新建建筑節(jié)能效率超過50％。對于90年代和之前建設(shè)的建筑而言，節(jié)能改造勢在必行。現(xiàn)在工程建設(shè)市場上所用的建筑保溫材料主要以EPS板、XPS板、膠粉EPS顆粒、硬泡聚氨酯等有機材料為主；而且保溫工程作法主要是建筑物主體結(jié)構(gòu)形成后，再進行保溫材料的粘貼或涂抹施工。這些保溫系統(tǒng)的作法，增加了建筑施工過程，加大了建造成本，且不利于建筑物結(jié)構(gòu)受力和安全；有些建筑物選用的保溫材料由于是有機材料，不僅容易老化，影響壽命,而且還會造成不同程度的室內(nèi)外環(huán)境污染，甚至加重建筑物火災(zāi)隱患。保溫砂漿有良好的耐火性能，但是最突出問題是顆粒強度低，吸水率高，耐候性差和收縮應(yīng)力高，溫度應(yīng)力會引起墻體開裂，影響建筑物使用壽命。2011年，Sevil等已通過大量試驗統(tǒng)計計算出在砌體加固工程中，摻入了2％(體積分?jǐn)?shù))鋼纖維的水泥砂漿的加固效果最理想。林水東等人對聚乙烯醇纖維和聚丙烯纖維在控制水泥砂漿塑性收縮裂縫方面的試驗研究表明：隨著纖維摻量的增加，裂縫的寬度變細、權(quán)重值下降，聚乙烯醇纖維比聚丙烯纖維在同等纖維長度下的抗裂性能更好，倘若纖長太短，則無法對裂縫的控制產(chǎn)生明顯的抑制作用；同種纖維隨著摻量的增加，裂縫也會變得細且密，當(dāng)纖維摻量增大到0.9kg/m3后，裂縫的形態(tài)變化不大。鄧宗才等人則參與了對聚乙烯醇纖維纖維摻量對混凝土的韌性和抗沖擊性能的影響的試驗研究：指出因為聚乙烯醇纖維親水性較好，能夠使較少的自由水吸附于纖維表面，從而使得水泥基底有比較高的粘結(jié)強度。聶建國等人采用參透性聚合物砂漿高強不銹鋼絞線網(wǎng)對鋼筋混凝土梁進行了抗彎、抗剪方面的加固試驗研究。試驗結(jié)果表明：該種加固技術(shù)對與一、二次受力加固梁的屈服荷載、極限荷載都有不同程度的明顯的提高作用；也提高了梁的剛度；試驗梁在加固試驗后期表現(xiàn)表明了該種加固技術(shù)對受力過程中裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展都具有很好的約束作用。以上研究主要考慮增加砂漿加入不同纖維后的加固作用提升以及單獨使用保溫材料的不足，沒有考慮如何同時實現(xiàn)結(jié)構(gòu)加固與建筑節(jié)能的有機統(tǒng)一。鑒于此，有必要提供一種新的保溫砂漿，通過在砂漿中加入不同材質(zhì)的纖維與保溫材料，使復(fù)合而成的新材料表現(xiàn)出抗拉強度遞增、韌性變強的屬性，利用纖維的高彈性模量降低水泥基體的強度損失，利用纖維的強度減少水泥強度的損失。對比不同材料纖維在同等纖維長度下的抗裂性能，對比同種纖維不同配合比的對砂漿粘結(jié)強度、韌性、抗沖擊性延性、耐久性的影響，研究出合適的配方，為結(jié)構(gòu)加固和節(jié)能改造提供一種合適的工程材料，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的之一，是提供一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿。本專利技術(shù)通過在砂漿中加入碳纖維，實現(xiàn)加固結(jié)構(gòu)的功能，同時解決了傳統(tǒng)保溫砂漿容易開裂的問題；通過添加玻化微珠顆粒使砂漿實現(xiàn)節(jié)能效果，兼具節(jié)能保溫和結(jié)構(gòu)加固雙重效果，而且成本比單獨進行節(jié)能改造與結(jié)構(gòu)加固有顯著降低。本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿，由如下重量百分比的原料制成：水泥10-14％、粉煤灰1-3％、碳纖維0.3-0.5％、樹脂膠粉0.7-1％、玻化微珠顆粒8-10％、建筑用砂40-50％和水21.5-40％。相比傳統(tǒng)的保溫砂漿，本專利技術(shù)通過在砂漿中加入碳纖維，使復(fù)合而成的新材料表現(xiàn)出抗拉強度遞增、韌性變強的屬性，利用碳纖維的高彈性模量降低水泥基體的強度損失，利用碳纖維的強度減少水泥強度的損失，實現(xiàn)加固結(jié)構(gòu)的功能，同時解決了傳統(tǒng)保溫砂漿容易開裂的問題，尤其是在配合鋼筋網(wǎng)的情況下加固效果更佳。相比傳統(tǒng)的添加纖維的水泥砂漿，本專利技術(shù)首先采用碳纖維作為水泥砂漿組成內(nèi)容，并添加了玻化微珠顆粒使砂漿實現(xiàn)節(jié)能效果，兼具節(jié)能保溫和結(jié)構(gòu)加固雙重效果，而且成本比單獨進行節(jié)能改造與結(jié)構(gòu)加固有顯著降低。本專利技術(shù)的玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿不僅能降低工程成本，縮短施工周期，在其使用過程中，更能節(jié)省空間，安全可靠。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本專利技術(shù)還可以做如下改進。進一步，由如下重量百分比的原料制成：水泥12％、粉煤灰2％、碳纖維0.4％、樹脂膠粉0.8％、玻化微珠顆粒9％、建筑用砂45％和水30.8％。更進一步，所述水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥。采用上述進一步的有益效果是：普通硅酸鹽水泥是玻化微珠保溫砂漿中的主要膠凝材料，其早期強度(3d、7d強度)影響玻化微珠保溫砂漿拆模后試塊的完整性，凝結(jié)硬化后的強度很大程度上又決定了保溫砂漿的最終強度。強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥可以保證保溫砂漿在較低的干密度下，具有較高的強度。更進一步，所述粉煤灰的細度為42-48，含水量為0.4-0.8％，三氧化硫含量為0.6-0.8％，燒失量為6.0-6.4％。采用上述進一步的有益效果是：粉煤灰來自于煤粉燃燒后的不燃物因高溫作用而產(chǎn)生部分熔融，同時因其表面張力的作用，形成大量細小的球形顆粒，部分熔融的顆粒受到一定程度的急冷后使表面玻璃體化，從而具有較高的潛在活性。粉煤灰摻入到水泥基材料中可以改善拌和料的流動性、粘聚性和保水性，對于水泥鈣基玻化微珠保溫砂漿而言，一方面，摻加粉煤灰后可減少水泥用量，且粉煤灰水化放熱量很少，從而減少試件總體放熱量，可明顯減少溫度裂縫；另一方面，由于粉煤灰的二次水化作用，使保溫砂漿的密實度提高，界面結(jié)構(gòu)得到改善，減少了砂漿的后期干燥收縮。更進一步，所述碳纖維長度為6mm，強度為4900MPa，模量為240GPa，單絲直徑為7μm。采用上述進一步的有益效果是：碳纖維的添加使保溫砂漿的現(xiàn)行收縮率大為降低，從而提高其抗裂能力。通過對比同等質(zhì)量但長度分別為2mm、3mm、5mm、6mm、7mm、8mm、10mm的碳纖維進行實驗，當(dāng)玻化微珠保溫砂漿中添加碳纖維時，碳纖維分布玻化微珠保溫砂漿中，起到加強筋的作用，從而使其抗折強度能夠有較大幅提高，隨著單根纖維長度增大，抗折強度與抗壓強度也會增大，但長度超過6mm，抗折強度會出現(xiàn)下降趨勢。更進一步，所述樹脂膠粉的粒徑為380-420μm，堆積密度為515-525kg/m3，固體含量為99％，成膜溫度為1℃。采用上述進一步的有益效果是：樹脂膠粉在保溫砂漿中的作用機理：樹脂膠粉分散后成膜并作為第二種膠粘劑發(fā)揮增強作用(親水性乳膠粉與水泥懸浮體的液相一起向基體的孔隙及毛細管內(nèi)滲透，乳膠粉在孔隙及毛本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿，其特征在于，由如下重量百分比的原料制成：水泥10?14％、粉煤灰1?3％、碳纖維0.3?0.5％、樹脂膠粉0.7?1％、玻化微珠顆粒8?10％、建筑用砂40?50％和水21.5?40％。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿，其特征在于，由如下重量百分比的原料制成：水泥10-14％、粉煤灰1-3％、碳纖維0.3-0.5％、樹脂膠粉0.7-1％、玻化微珠顆粒8-10％、建筑用砂40-50％和水21.5-40％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿，其特征在于，由如下重量百分比的原料制成：水泥12％、粉煤灰2％、碳纖維0.4％、樹脂膠粉0.8％、玻化微珠顆粒9％、建筑用砂45％和水30.8％。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿，其特征在于，所述水泥為強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿，其特征在于，所述粉煤灰的細度為42-48，含水量為0.4-0.8％，三氧化硫含量為0.6-0.8％，燒失量為6.0-6.4％。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿，其特征在于，所述碳纖維長度為6mm，強度為4900MPa，模量為240GPa，單絲直徑為7μm。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種玻化微珠碳纖維加固保溫砂漿，其特征在于，所述樹脂膠粉的粒徑為380-420μm，堆積密度為515-...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫明，賀治宇，李歡，盛莉，甘寧馨，李事洋，
申請(專利權(quán))人：湖南科技學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南,43