一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆、制备及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆、制备及其使用方法，属于建筑材料技术领域。所述玻化微珠碳纤维加固保温砂浆由如下重量百分比的原料制成：水泥10‑14％、粉煤灰1‑3％、碳纤维0.3‑0.5％、树脂胶粉0.7‑1％、玻化微珠颗粒8‑10％、建筑用砂40‑50％和水21.5‑40％。本发明专利技术还公开了上述玻化微珠碳纤维加固保温砂浆的制备方法和使用方法。本发明专利技术通过在砂浆中加入碳纤维，实现加固结构的功能，同时解决了传统保温砂浆容易开裂的问题；通过添加玻化微珠颗粒使砂浆实现节能效果，兼具节能保温和结构加固双重效果，而且成本比单独进行节能改造与结构加固有显著降低。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆、制备及其使用方法
本专利技术涉及一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆、制备及其使用方法，属于建筑材料

技术介绍
根据《中国投资年鉴2001》，我国从1985-2000年建设了126.34亿平方米的房屋建筑。然而由于历史和环境原因，这一阶段的建筑质量并不乐观。根据2001年11月建设部对除西藏外的30个省、自治区、直辖市进行建筑市场和工程质量检查的情况，在抽检的275项工程共查出有结构隐患的工程14个，占5.1％；可能存在结构隐患的工程51个，占18.6％。在这次检查中，不执行工程建设强制性标准的现象相当严重。据对浙江、福建、江西三省的检查，工程勘察的违规行为占受检项目的70％以上，工程构造措施不符合规范的占40％以上，施工诸环节的违规行为占17％至60％。这些建筑在经过十几年到几十年的使用后，亟须加固补强改造技术保证建筑可以安全使用。同时，目前按照我国设计规范，要求建筑使用寿命50年以上，新建建筑节能效率超过50％。对于90年代和之前建设的建筑而言，节能改造势在必行。现在工程建设市场上所用的建筑保温材料主要以EPS板、XPS板、胶粉EPS颗粒、硬泡聚氨酯等有机材料为主；而且保温工程作法主要是建筑物主体结构形成后，再进行保温材料的粘贴或涂抹施工。这些保温系统的作法，增加了建筑施工过程，加大了建造成本，且不利于建筑物结构受力和安全；有些建筑物选用的保温材料由于是有机材料，不仅容易老化，影响寿命,而且还会造成不同程度的室内外环境污染，甚至加重建筑物火灾隐患。保温砂浆有良好的耐火性能，但是最突出问题是颗粒强度低，吸水率高，耐候性差和收缩应力高，温度应力会引起墙体开裂，影响建筑物使用寿命。2011年，Sevil等已通过大量试验统计计算出在砌体加固工程中，掺入了2％(体积分数)钢纤维的水泥砂浆的加固效果最理想。林水东等人对聚乙烯醇纤维和聚丙烯纤维在控制水泥砂浆塑性收缩裂缝方面的试验研究表明：随着纤维掺量的增加，裂缝的宽度变细、权重值下降，聚乙烯醇纤维比聚丙烯纤维在同等纤维长度下的抗裂性能更好，倘若纤长太短，则无法对裂缝的控制产生明显的抑制作用；同种纤维随着掺量的增加，裂缝也会变得细且密，当纤维掺量增大到0.9kg/m3后，裂缝的形态变化不大。邓宗才等人则参与了对聚乙烯醇纤维纤维掺量对混凝土的韧性和抗冲击性能的影响的试验研究：指出因为聚乙烯醇纤维亲水性较好，能够使较少的自由水吸附于纤维表面，从而使得水泥基底有比较高的粘结强度。聂建国等人采用参透性聚合物砂浆高强不锈钢绞线网对钢筋混凝土梁进行了抗弯、抗剪方面的加固试验研究。试验结果表明：该种加固技术对与一、二次受力加固梁的屈服荷载、极限荷载都有不同程度的明显的提高作用；也提高了梁的刚度；试验梁在加固试验后期表现表明了该种加固技术对受力过程中裂缝的产生和发展都具有很好的约束作用。以上研究主要考虑增加砂浆加入不同纤维后的加固作用提升以及单独使用保温材料的不足，没有考虑如何同时实现结构加固与建筑节能的有机统一。鉴于此，有必要提供一种新的保温砂浆，通过在砂浆中加入不同材质的纤维与保温材料，使复合而成的新材料表现出抗拉强度递增、韧性变强的属性，利用纤维的高弹性模量降低水泥基体的强度损失，利用纤维的强度减少水泥强度的损失。对比不同材料纤维在同等纤维长度下的抗裂性能，对比同种纤维不同配合比的对砂浆粘结强度、韧性、抗冲击性延性、耐久性的影响，研究出合适的配方，为结构加固和节能改造提供一种合适的工程材料，以解决现有技术的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，是提供一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆。本专利技术通过在砂浆中加入碳纤维，实现加固结构的功能，同时解决了传统保温砂浆容易开裂的问题；通过添加玻化微珠颗粒使砂浆实现节能效果，兼具节能保温和结构加固双重效果，而且成本比单独进行节能改造与结构加固有显著降低。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆，由如下重量百分比的原料制成：水泥10-14％、粉煤灰1-3％、碳纤维0.3-0.5％、树脂胶粉0.7-1％、玻化微珠颗粒8-10％、建筑用砂40-50％和水21.5-40％。相比传统的保温砂浆，本专利技术通过在砂浆中加入碳纤维，使复合而成的新材料表现出抗拉强度递增、韧性变强的属性，利用碳纤维的高弹性模量降低水泥基体的强度损失，利用碳纤维的强度减少水泥强度的损失，实现加固结构的功能，同时解决了传统保温砂浆容易开裂的问题，尤其是在配合钢筋网的情况下加固效果更佳。相比传统的添加纤维的水泥砂浆，本专利技术首先采用碳纤维作为水泥砂浆组成内容，并添加了玻化微珠颗粒使砂浆实现节能效果，兼具节能保温和结构加固双重效果，而且成本比单独进行节能改造与结构加固有显著降低。本专利技术的玻化微珠碳纤维加固保温砂浆不仅能降低工程成本，缩短施工周期，在其使用过程中，更能节省空间，安全可靠。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。进一步，由如下重量百分比的原料制成：水泥12％、粉煤灰2％、碳纤维0.4％、树脂胶粉0.8％、玻化微珠颗粒9％、建筑用砂45％和水30.8％。更进一步，所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。采用上述进一步的有益效果是：普通硅酸盐水泥是玻化微珠保温砂浆中的主要胶凝材料，其早期强度(3d、7d强度)影响玻化微珠保温砂浆拆模后试块的完整性，凝结硬化后的强度很大程度上又决定了保温砂浆的最终强度。强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥可以保证保温砂浆在较低的干密度下，具有较高的强度。更进一步，所述粉煤灰的细度为42-48，含水量为0.4-0.8％，三氧化硫含量为0.6-0.8％，烧失量为6.0-6.4％。采用上述进一步的有益效果是：粉煤灰来自于煤粉燃烧后的不燃物因高温作用而产生部分熔融，同时因其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒，部分熔融的颗粒受到一定程度的急冷后使表面玻璃体化，从而具有较高的潜在活性。粉煤灰掺入到水泥基材料中可以改善拌和料的流动性、粘聚性和保水性，对于水泥钙基玻化微珠保温砂浆而言，一方面，掺加粉煤灰后可减少水泥用量，且粉煤灰水化放热量很少，从而减少试件总体放热量，可明显减少温度裂缝；另一方面，由于粉煤灰的二次水化作用，使保温砂浆的密实度提高，界面结构得到改善，减少了砂浆的后期干燥收缩。更进一步，所述碳纤维长度为6mm，强度为4900MPa，模量为240GPa，单丝直径为7μm。采用上述进一步的有益效果是：碳纤维的添加使保温砂浆的现行收缩率大为降低，从而提高其抗裂能力。通过对比同等质量但长度分别为2mm、3mm、5mm、6mm、7mm、8mm、10mm的碳纤维进行实验，当玻化微珠保温砂浆中添加碳纤维时，碳纤维分布玻化微珠保温砂浆中，起到加强筋的作用，从而使其抗折强度能够有较大幅提高，随着单根纤维长度增大，抗折强度与抗压强度也会增大，但长度超过6mm，抗折强度会出现下降趋势。更进一步，所述树脂胶粉的粒径为380-420μm，堆积密度为515-525kg/m3，固体含量为99％，成膜温度为1℃。采用上述进一步的有益效果是：树脂胶粉在保温砂浆中的作用机理：树脂胶粉分散后成膜并作为第二种胶粘剂发挥增强作用(亲水性乳胶粉与水泥悬浮体的液相一起向基体的孔隙及毛细管内渗透，乳胶粉在孔隙及毛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆，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％、碳纤维0.3‑0.5％、树脂胶粉0.7‑1％、玻化微珠颗粒8‑10％、建筑用砂40‑50％和水21.5‑40％。

【技术特征摘要】
1.一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆，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％、碳纤维0.3-0.5％、树脂胶粉0.7-1％、玻化微珠颗粒8-10％、建筑用砂40-50％和水21.5-40％。2.根据权利要求1所述的一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆，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％、碳纤维0.4％、树脂胶粉0.8％、玻化微珠颗粒9％、建筑用砂45％和水30.8％。3.根据权利要求1或2所述的一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆，其特征在于，所述水泥为强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥。4.根据权利要求1或2所述的一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆，其特征在于，所述粉煤灰的细度为42-48，含水量为0.4-0.8％，三氧化硫含量为0.6-0.8％，烧失量为6.0-6.4％。5.根据权利要求1或2所述的一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆，其特征在于，所述碳纤维长度为6mm，强度为4900MPa，模量为240GPa，单丝直径为7μm。6.根据权利要求1或2所述的一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆，其特征在于，所述树脂胶粉的粒径为380-420μm，堆积密度为515-...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙明，贺治宇，李欢，盛莉，甘宁馨，李事洋，
申请(专利权)人：湖南科技学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43