[发明专利]一种FRP格栅加固用复合水泥基粘结材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种FRP格栅加固用复合水泥基粘结材料及其制备方法，各原料组分及含量按重量百分比计为：P.O52.5水泥18％‑20％，一级粉煤灰36％‑38％，硅灰2％‑3％，水洗石英砂22％‑23％，水17％‑19％，短切碳纤维0.5％‑1.0％，聚羧酸减水剂1.2％‑1.5％，苯乙烯羟基聚合物型增粘剂0.2％‑0.5％，增强剂0.5％‑0.8％，以上原料重量百分比之和为100％，其中短切碳纤维的长度范围为6mm‑10mm并且其体积为以上材料总体积的0.5％‑1.0％，制备方法为：将P.O52.5水泥、一级粉煤灰、硅灰、短切碳纤维、水洗石英砂按比例混合均匀放入搅拌机中搅拌3分钟后，加入苯乙烯羟基聚合物型增粘剂和增强剂，再搅拌2分钟，加水和聚羧酸减水剂再快速搅拌5分钟，其修复效果好且环保、能有效提高钢筋混凝土构件承载能力和耐久性。

技术领域

本发明涉及FRP格栅加固用复合水泥基粘结材料领域，具体涉及一种FRP格栅加固用复合水泥基粘结材料及其制备方法。

背景技术

由于施工技术以及使用性、耐久性等影响，钢筋混凝土结构难免出现施工缺陷（蜂窝、麻面、露筋等）、损伤劣化（混凝土破损、钢筋锈蚀）等情况。目前对于此类构件的加固一般是先清洁基层表面，打磨光滑后对缺陷的混凝土采用环氧树脂胶粘贴FRP片材进行修复加固；FRP是目前发现的较理想的建筑材料增强纤维，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、导电和热膨胀系数小等优异性能。传统采用环氧树脂胶粘贴FRP修复方法，虽然短期能满足混凝土的强度要求，但会污染环境，对施工环境要求高，且有机材料易老化，影响加固效果。

研究发现，在水泥基材料中加入硅灰可提高其粘结性；加入粉煤灰可提高它的早期强度；碳纤维的加入使该材料抗拉强度增大，起到增韧的作用；当碳纤维在水泥基材料中均匀分散时，CFRCM的抗压、抗拉强度均有所提高，并且抗拉强度提升幅度很大。同时，碳纤维的加入对水泥的脆断特性也能起到良好的改善作用。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种FRP格栅加固用复合水泥基粘结材料及其制备方法，其修复效果好且环保、能有效提高钢筋混凝土构件承载能力和耐久性。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种FRP格栅加固用复合水泥基粘结材料，各原料组分及含量按重量百分比计为：P.O52.5水泥18%-20%，一级粉煤灰36%-38%，硅灰2%-3%，水洗石英砂22%-23%，短切碳纤维0.5%-1.0%，苯乙烯羟基聚合物型增粘剂0.2%-0.5%，增强剂0.5%-0.8%，聚羧酸减水剂1.2%-1.5%，水17%-19%，以上原料重量百分比之和为100%，其中短切碳纤维的长度范围为6mm-10mm并且其体积为以上材料总体积的0.5%-1.0%，本材料适用于混凝土实际抗压强度为30MPa以下或面层破损严重的混凝土结构的修复加固工程。

优选地，水洗石英砂直径200目，一级粉煤灰细度5.4%、28天活动指数80，硅灰中SiO₂含量达到90%及以上，短切碳纤维密度1.82g/cm³、单丝直径7.3μm、单丝拉拔强度4651Mpa。

本发明还提供一种制备如上所述的FRP格栅加固用复合水泥基粘结材料的方法，包括以下步骤：将P.O52.5水泥、一级粉煤灰、硅灰、短切碳纤维、水洗石英砂按比例混合均匀放入搅拌机中搅拌3分钟后，加入苯乙烯羟基聚合物型增粘剂和增强剂，再搅拌2分钟，加水和聚羧酸减水剂再快速搅拌5分钟。

本发明的有益效果在于：利用水泥基材料与原有混凝土界面属于同性材料、协调性好的优势，有效修复混凝土界面且提高两者间粘聚性；60min内流动度超过90mm，28d抗拉强度超过4.0MPa，抗折强度超过10.0MPa，粘结强度达到2.15MPa。

具体实施方式