[发明专利]一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆、制备及其使用方法

说明书

技术领域

本发明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，属于建筑材料技术领域。

背景技术

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。

发明内容

本发明的目的之一，是提供一种玻化微珠碳纤维加固保温砂浆。本发明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。

本发明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，本发明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。