一种用于钢结构防火防水防腐蚀的高性能水泥基砂浆制造技术

一种用于钢结构防火防水防腐蚀的高性能水泥基砂浆，其原料及各组分配重比为：陶砂：550～600份；微珠：20～50份；水泥：450～550份；硅灰：水泥用量的25％；胶乳：其固体质量占水泥+硅灰的4～10％；减水剂：其固体质量占水泥+硅灰的0.7～1％；消泡剂：其质量占水泥+硅灰的0.2～0.3％；玄武岩纤维：不小于27份；水：其质量占水泥+硅灰的20～25％。本发明专利技术通过掺入陶砂降低砂浆的导热系数和耐火性，通过掺入玄武岩纤维防止砂浆在不同温度下开裂，掺入乳胶既保证砂浆在常温下具有良好的粘结性能、和防水防腐性能，满足钢结构防火防水防腐的要求。满足钢结构防火防水防腐的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于钢结构防火防水防腐蚀的高性能水泥基砂浆


[0001]本专利技术属于建筑材料的
，具体是指一种用于钢结构防火防水防腐蚀的高性能水泥基砂浆。

技术介绍

[0002]随着我国双碳战略的确定，住建部积极引导绿色技术的创新，加快降低碳排放步伐，提高建筑产业的全球竞争力。而钢结构以其施工速度快、可施工跨度大、造型多变、综合造价低等优点得到了广泛应用。但是钢结构的抗腐蚀性能和抗火性能较差，防腐与防火直接决定了钢结构的正常使用寿命，在某种程度上耐久性问题是制约钢结构大规模推广和既有钢结构使用寿命的一个关键因素。钢结构的某些耐久性问题甚至直接与其安全性相关，如钢结构的锈蚀会导致钢材材性劣化和削弱钢构件的有效承载面积，进而降低钢构件的承载能力，因此，如果对钢结构的保护重视不足，将使既有钢结构的安全使用存在隐患，甚至可能会造成难以估量的经济和财产损失。
[0003]钢结构通常采用防腐防火涂料进行耐久性保护，防腐防火涂料需要现场喷涂或刷涂，现场湿作业工作量大、效率低、而且污染环境，同时防腐防火涂料本身存在耐久性问题，防腐防火涂料有效期小于结构设计使用年限，使用期内需要对防腐防火涂料进行维护或更换，给钢结构在住宅建筑中的应用带来了很大的困难，而耐久性明显更高的水泥基材料作为钢结构防火保护层使用时，往往防火、防水防腐性能和刚性强度不能兼顾而不得不加厚。因此，寻找装配化程度高、现场湿作业量小、施工效率高、耐久性好的钢结构防腐防火保护技术成为行业内亟待解决的技术难题。
[0004]钢结构的防火措施《建筑钢结构防火技术规范GB51249
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2017》主要包括1、喷涂防火涂料；2、包覆防火板；3、包覆柔性毡状隔热材料；4、外包混凝土、金属网抹砂浆或砌筑砌体。目前常规这些防火措施只起防火作用，而不起防腐防水作用，还需要在防火层和钢材间涂覆防腐涂料，防水处理则需根据实际情况处理。因此，目前的钢结构外层很可能同时存在防腐层、防火层、防水层和装饰层等功能结构层，而防火层、防水层的耐久性与功能层间的粘结性，都无法保证与建筑同寿命。功能层的功能修复往往需要将表面装饰层拆除清理干净后才能重做，而建筑尤其是住宅的装饰装修成本极高，因此常规钢结构用于住宅建筑时，经济性极差。而外包混凝土、砂浆等无机材料耐久性好，传导系数比钢材低很多，但比其他防火材料要高不少，因此混凝土和砂浆往往需要通过加厚的方式达到防火要求，并提供结构刚度及部分承载力。出于防火性能的考虑，混凝土或砂浆往往选择低标号产品，但过厚的混凝土或砂浆结构会降低钢结构建筑的使用空间，过重的混凝土或砂浆保护层会加大了预制钢构件的运输和安装难度，构件更容易在运输和安装过程损坏。而通过提高孔隙率达到更好的防火隔热效果的时候，保护层的刚度和防水性会大大降低，从而又降低防火隔热性能及界面粘结性能，通过降低保护层孔隙率达到更好的防水性和粘结性，具备更高的刚度和强度，但保护层在火灾时由于高温脱水产生的水蒸气无法排出而更容易发生爆裂，导致防火失效。
[0005]中国专利技术专利CN201610706740.6公开了一种防火砂浆及其制作方法，由以下重量份数的原料制备而成：玻化微珠35份～50份，水泥30份～40份，滑石粉7份～15份，石棉粉5份～10份，坚果壳10份～20份，酚醛树脂2份～5份，改性海藻5份～10份，聚酯纤维3份～6份，防火剂3份～5份；其中，所述防火剂为氯丁橡胶乳液、氯化石蜡和正丁醇锆的混合物，防火剂为氯丁橡胶乳液、氯化石蜡和正丁醇的质量之比为1：4～8：2～4。该专利使用了氯丁橡胶乳液，最大掺量不超过粉料(水泥、滑石粉、石棉粉)质量的1.7％。该标准没注明用水量，实用性存疑，其最终得到的产品干密度约390kg/m3，导热系数约0.07W/(m
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K)，抗压约1MPa，压剪粘结强度小于0.1MPa，耐火度接近1200℃。该产品导热系数小，干密度小，但是抗压强度和粘结强度极低，其抗水渗透能力和界面粘结性能极可能无法满足与钢结构建筑同寿命的要求。
[0006]中国专利技术专利CN201410233074.X公开了一种高强度玻化微珠保温防火砂浆，各组分的质量份为：硅酸盐水泥350～400份，石膏50～100份，粉煤灰10～30份，聚丙烯纤维3
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4份，乳胶粉13
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16份，羟丙基甲基纤维素3.5
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3.8份，水溶性钛酸酯偶联剂3.5
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4份，甲酸钙10份，玻化微珠450
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500份，混凝土速凝剂7～15份。乳胶粉用量不超过粉料(水泥、石膏、粉煤灰)质量的3.9％，该砂浆干密度不大于300kg/m3，导热系数不高于0.07W/(m
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K)，抗拉强度不小于0.1MPa，抗压强度不小于0.2MPa，该砂浆导热系数小，干密度小，但是抗压强度和抗拉强度极低，其抗水渗透能力和界面粘结性能极可能无法满足与钢结构建筑同寿命的要求。
[0007]中国专利技术专利CN201510782876.0公开了一种环境友好型保温防火砂浆及其制备方法，由以下重量配比的原料组成：普通硅酸盐水泥30重量份；粉煤灰10重量份；建筑废弃物25重量份；玻化微珠25重量份；石膏粉4重量份；植物纤维0.5重量份；水玻璃2.5重量份；发泡剂1.5重量份；可再分散乳胶粉1.5重量份。该砂浆导热系数不高于0.065W/(m
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K)，导热系数小，推测其干密度小，同时抗压强度和粘结强度极低，其抗水渗透能力和界面粘结性能极可能无法满足与钢结构建筑同寿命的要求。
[0008]中国专利技术专利CN201910706328.8公开了一种隔声减振防火砂浆及其制备方法，包括以下重量份的原料：石英砂40～60份，河砂20～30份，水泥25～35份，吸音材料20～35份，防开裂剂1～2份，减水剂1～3份，纤维素醚0.5～1份，乳胶粉1～3份，吸音材料则由10～20份聚乙烯、8～12份漂珠、0.1～1份发泡剂和0.5～1份分散剂组成，最终得到的砂浆热导系数不高于0.1W/(m
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K)，28d抗压强度约为10MPa，粘结强度约为0.6MPa。该砂浆相对于其他防火砂浆轻质材料进行了改性，使砂浆导热系数保持在较低的程度下，强度得到明显的提高，但与钢结构保护的要求相比，仍显不足。
[0009]目前常规防火材料都是以防火隔热为主要目标，其防火主要表现为不燃性，测试温度不高于800℃，测试时间不超过60min，而其隔热性能主要考虑日常建筑隔热保温，最高温度不会超过200℃，没有考虑建筑结构在发生火灾时防火材料对建筑结构的保护性。此性能应采用耐火性能试验和耐火极限判定，可参考GB 28375
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2012《混凝土结构防火涂料》的耐火性能试验方法进行测试，采用标准升温耐火试验条件，耐火极限判定根据C20混凝土在耐火试验时背火面温度达到300℃的时间作为防火层对钢结构保护的耐火极限要求。
[0010]目前的现有技术存在以下缺点：
[0011]1.防火性能、防腐性能、防水性能不能同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于钢结构防火防水防腐蚀的高性能水泥基砂浆，其特征在于：其原料及各组分配重比为：陶砂：550～600份；微珠：20～50份；水泥：450～550份；硅灰：水泥用量的25％；胶乳：其固体质量占水泥+硅灰的4～10％；减水剂：其固体质量占水泥+硅灰的0.7～1％；消泡剂：其质量占水泥+硅灰的0.2～0.3％；玄武岩纤维：不小于27份；水：其质量占水泥+硅灰的20～25％。2.如权利要求1所述的一种用于钢结构防火防水防腐蚀的高性能水泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维灯，丁晓川，薛军鹏，黄春文，郑敏升，王夏，陈新秀，李兵，
申请(专利权)人：福建省建筑科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：