一种纤维水泥基加固材料制造技术

本发明专利技术公开了一种纤维水泥基加固材料，通过对既有砌体结构墙体的涂覆，以达成对危房结构性能抗震加固的效果，材料中具体包括无机胶凝材料、多种有机添加剂和改性纤维，通过在无机胶凝材料中掺加适量的纤维，形成不规则的网状结构，从而有效阻止受力过程中墙体微裂缝的进一步产生或发展，有效提高了砌体结构的抗震等级。同时，通过添加添加剂，利用粉体材料改变水泥水化过程和水化产物的颗粒形貌及空间排列，优化孔隙结构，有效提高加固材料的抗渗性能和致密性。能和致密性。能和致密性。

【技术实现步骤摘要】
一种纤维水泥基加固材料


[0001]本专利技术涉及一种纤维水泥基加固材料。

技术介绍

[0002]我国目前处于城市化快速发展阶段，2019年我国建筑面积总量约644亿平方米，其中：城镇住宅建筑面积为282亿平方米，农村住宅建筑面积为228亿平方米，公共建筑面积为134亿平方米。目前约有30％～50％的既有建筑物出现功能退化或者安全失效，其中，以传统的砌体结构为主，据不完全统计，砌体结构的面积累积达到250亿平方米以上。与钢筋—混凝土结构相比，砌体结构在结构安全性上存在以下的安全隐患与不足：
[0003](1)砌体结构高度和层数不符合现行规范要求。较早的一批砌体建筑物，其高度和层数都己经不满足现行的砌体结构设计规范及抗震规范的要求标准；
[0004](2)砌体结构横墙间距过大，抗侧刚度不符合要求，在抗震性能上表现不理想；
[0005](3)砌体结构的预制楼盖和屋盖抗震性能较差，房屋未设置构造柱、圈梁或者设置不足、不满足规范要求，墙体抗震承载力不足，砂浆强度过低，墙体抗压承载力不足。
[0006]因此，砌体结构在强震作用下极易发生脆性破坏，导致房屋倒塌，造成震区巨大的人员伤亡和严重的经济损失。历次的震害资料中也表明，砌体结构的破坏较其他结构破坏严重。所以提高砌体结构的抗震能力，对砌体结构进行抗震修复加固以满足建筑的使用功能和新的抗震设防要求，具有重要意义。
[0007]随着新技术和新型材料的发展，砌体结构的加固方法越来越多，危房解危的问题迫切需要得到解决。砌体结构的常用加固方法有直接加固法、间接加固法、改变荷载传递加固法或外套结构加固法。其中直接加固法有：水泥砂浆面层加固法、钢筋混凝土面层加固法、钢筋网水泥砂浆面层(简称夹板墙)加固法以及外包型钢加固法、粘贴纤维复合材加固法和外加扶壁柱加固法等；间接加固法包括外加预应力撑杆法和改变结构计算图形的加固法。这些加固方法都能不同程度地提高墙体的承载力、延性及抗震性能，被广泛应用于抗震加固工程中。但这些方法也存在施工方法复杂、工期较长、对原有建筑物有不同程度上的破坏、加固成本较高等问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是为了解决以上现有技术的不足，提供一种纤维水泥基加固材料。
[0009]为解决现有技术的问题，本专利技术提供了一种纤维水泥基加固材料，该混凝土增延成分为改性聚乙烯纤维，其为利用硅烷偶联剂溶液改性制备。同时增加镀铜钢纤维提高混凝土抗拉强度及抗折强度，有效防止荷载裂缝及非荷载裂缝的产生。
[0010]本专利技术这种基于纤维材料增强的防渗水型混凝土材料，其原料按照质量份数，包括以下组份：水泥40～50份、石英砂30～40份、改性聚乙烯纤维0.75～0.85份、镀铜钢纤维1.5～3份、粉煤灰10～30份、减水剂0.05～0.1份、触变润滑剂0.1～0.3份、纤维素醚0.05～0.15份、淀粉醚0.01～0.05份、防水剂0.5～1份、消泡剂0.2～0.5份、其余为水。
[0011]为了降低成本并扩大本专利技术可以应用的范围与领域，所述水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥。
[0012]石英砂采用分级配比，其中10～20目、20～40目、40～60目、80～100目的重量比为1～2:10～12:3～5:1。
[0013]可以通过限定聚乙烯纤维与镀铜钢纤维的长度以及特性的方式，来提升两者的协同作用，并最终提升材料的空间网格结构，聚乙烯纤维的长度为9mm～15mm，直径为18～38μm，弹性模量≥30GPa，极限抗拉强度≥1200Mpa，断裂伸长率4～7％。镀铜钢纤维为直径为0.1
‑
0.3mm，长度为6
‑
9mm的圆直形镀铜钢纤维。
[0014]以下针对常见的使用场景以及常见的原料的选择方面，提出了以下的具体原料的种类选择：
[0015]粉煤灰为I级粉煤灰。减水剂为聚羧酸类高效减水剂。触变润滑剂为由优质的活性片状硅酸盐产品开发的触变润滑材料。纤维素醚为羟乙基纤维素。淀粉醚为一种环氧丙烷在碱性条件下与淀粉醚化反应而制得的一类非离子型淀粉。防水剂为以植物提取的高级脂肪酸为主要原料的水泥砂浆、混凝土防水剂。
[0016]一种纤维水泥基加固材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017](1)根据原料配比称量各组分；
[0018](2)将水泥、粉煤灰、细砂和外加剂，使用混凝土搅拌机搅拌1
–
5min；
[0019](3)将改性聚乙烯纤维分成5等份，在干料搅拌时，每1min加入一份改性聚乙烯纤维，均匀的加入搅拌机内，充分混合均匀，得到固体混合物；
[0020](4)将水倒入干料中，使用混凝土搅拌机搅拌1
‑
5min混合均匀，得到拌合物。
[0021]防水剂包括以下重量百分含量的原料：
[0022]甲基丙烯磺酸钠4份～5份；聚乙二醇3份～5份；丙烯酸7份～8份；磷酸二氢铝4份～8份；氢氧化钠2份～3.6份；氯化铝1.2份～4份；引气剂0.4份～0.6份；三乙醇胺3份～6份；缓凝剂1.2份～4份，余量为水。
[0023]制备防水剂的方法，于18
‑
40℃、搅拌条件下，先将甲基丙烯磺酸钠、聚乙二醇溶解于水中，再依次加入丙烯酸、磷酸二氢铝、氢氧化钠、早强剂、氯化铝、引气剂、三乙醇胺和缓凝剂，和余量的水混合搅拌均匀。
[0024]改性纤维的制备包括以下的步骤：
[0025]将聚乙烯纤维在硝酸溶液中浸泡预处理，浸泡结束后取出聚乙烯纤维，用水冲洗，烘干，再将预处理后的聚乙烯纤维、丙烯酸、引发剂和水在60～80℃下搅拌混合，搅拌结束后取出碳纤维，用水冲洗，烘干；将聚乙烯纤维浸入物质的量浓度为0.01～0.05mol/L的硅烷偶联剂溶液中3～5h，之后取出冷却晾干制得，所述的硅烷偶联剂溶液的温度为50℃～80℃。
[0026]有益效果：
[0027](1)本专利技术通过添加镀铜钢纤维，镀铜钢纤维抗拉强度高，韧性强，混凝土中掺加适量的镀铜钢纤维，其在混凝土内部呈乱向分布，形成不规则的网状结构，能有效组织受力过程中混凝土微裂缝的进一步产生或发展，显著提高混凝土抗拉强度及抗折强度，有效防止荷载裂缝及非荷载裂缝的产生，并大幅度地提高其韧性和抗冲击强度，有效提高了混凝土的强度。
[0028](2)本专利技术通过添加改性聚乙烯纤维，一方面，结构上，接枝上的改性剂破坏了纤维部分分子内和分子间的氢键破坏，使纤维柔韧性进一步增强，刚性笼状结构还有利于提高纤维的抗折强度和抗压强度，另一方面改性聚乙烯纤维具有弹模高、耐酸碱性能好、亲水性能高以及较高的抗拉强度，加改性聚乙烯纤维的掺入进一步提高了混凝土的韧性和冲击强度，加改性聚乙烯纤维与镀铜钢纤维的混杂纤维可以产生协同增强效应，极大的提高了混凝土的强度和延性。
[0029](3)本专利技术通过用粉体材料改变水泥水化过程和水化产物的颗粒形貌及空间排列，优化孔隙结构，有效提高加固材料的抗渗性能。
附图说明
[0030本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维水泥基加固材料，既有砌体结构墙体的涂覆，其特征在于，原料按照质量份数包括以下组份：水泥40～50份、石英砂30～40份、改性聚乙烯纤维0.75～0.85份、镀铜钢纤维1.5～3份、粉煤灰10～30份、减水剂0.05～0.1份、触变润滑剂0.1～0.3份、纤维素醚0.05～0.15份、淀粉醚0.01～0.05份、防水剂0.5～1份、消泡剂0.2～0.5份、余量为水。2.根据权利要求1所述的既有砌体结构墙体的涂覆，其特征在于，所述的水泥为P.O52.5普通硅酸盐水泥。3.根据权利要求1所述的既有砌体结构墙体的涂覆，其特征在于，改性聚乙烯纤维的长度为9mm～15mm，直径为18～38μm，弹性模量≥30GPa，极限抗拉强度≥1200Mpa，断裂伸长率4～7％；镀铜钢纤维为直径为0.1
‑
0.3mm，长度为6
‑
9mm的圆直形镀铜钢纤维。4.根据权利要求1所述的一种纤维水泥基加固材料，其特征在于，所述的改性聚乙烯纤维通过以下步骤加入在混凝土中：S1、将水泥、粉煤灰、细砂和外加剂制备混凝土，使用混凝土搅拌机进行干料的均匀搅拌；S2、制备改性聚乙烯纤维材料，并分为若干等份；S3、设定间隔时间为t，每间隔t后，将一份改性聚乙烯纤维材料添加在干料中进行均匀搅拌，直至所有的改性聚乙烯纤维材料投放完毕；S4、加入水，将干料制备为拌合物。5.根据权利要求1所述的一种纤维水泥基加固材料，其特征在于，所述改性聚乙烯纤维材料的制备方法如下...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙海宁，丁海亮，敖林，陈福松，刘元，陆小军，
申请(专利权)人：镇江建科建设科技有限公司，
类型：发明
国别省市：