一种新型抗裂和耐高温玄武岩纤维墙体

文档序号:26138564发布日期:2021-08-03 14:21阅读:86来源:国知局
一种新型抗裂和耐高温玄武岩纤维墙体

本发明属于建筑工程技术领域,具体涉及一种新型抗裂和耐高温玄武岩纤维墙体。



背景技术:

随着社会的发展,混凝土应用领域逐渐变广,对混凝土浇筑成型的墙体整体性能的要求也越来越高。普通混凝土结构的墙体在使用过程中,在长期外力作用下,因受到应力荷载和温度效应的影响,会产生众多的微小裂纹,对建筑物的使用造成一定程度的影响;在遭受火灾时,高温环境对由混凝土结构造成破坏,使墙体内部产生严重的损伤,导致混凝土结构失稳破坏,安全性低。



技术实现要素:

本发明提供一种新型抗裂和耐高温玄武岩纤维墙体,以期达到在长期外力作用下混凝土断裂性能有所改善及在火灾发生时,混凝土结构所受损伤程度降低。

为实现上述目的,本发明所采用的技术方案如下:

一种新型抗裂和耐高温玄武岩纤维墙体,包括由混凝土浇筑而成的抗裂墙体和贴于抗裂墙体墙面的耐高温防火布,混凝土中各组分按重量份数配比如下:水190~220份,水泥400~430份,细骨料610~640份,粗骨料1100~1200份,玄武岩短切纤维13~18份;

所述耐高温防火布包括玄武岩纤维布,玄武岩纤维布表面涂抹浆料和粘合剂制成耐高温防火布,后贴于抗裂墙体的内墙面。

进一步的,混凝土中各组分按重量份数配比如下:水195-215份,水泥405-425份,细骨料615-635份,粗骨料1120-1190份,玄武岩短切纤维13.5-17.5份。

进一步的,混凝土中各组分按重量份数配比如下:水200-210份,水泥408-415份,细骨料620-630份,粗骨料1140-1170份,玄武岩短切纤维14.5-16.5份。

进一步的,混凝土中各组分按重量份数配比如下:水205份,水泥410份,细骨料624.75份,粗骨料1160.25份,玄武岩短切纤维15.9份。

进一步的,所述水采用过滤后的自来水;所述水泥采用普通硅酸盐水泥;所述细骨料采用细度模数2.0mm~4.0mm的天然河砂;所述粗骨料采用5mm~20mm的连续级配碎石;所述混凝土中的玄武岩短切纤维的单丝直径为10um~15um,短切长度为6mm~12mm,体积掺量为0.6%。

进一步的,所述玄武岩纤维布采用单丝直径为7um~10um的连续玄武岩纤维原丝加捻采用十字交叉法编织而成。

进一步的,所述浆料包括成膜剂和润滑剂。

进一步的,所述的成膜剂是由环氧树脂单体在乳化剂存在的情况下经聚合制得的聚合乳液,所述聚合乳液的粒径为0.35μm~0.70μm,浓度控制在48%~51%。

进一步的,所述的润滑剂是使用水配制而成的浓度为53%~58%的混合液,所述的润滑剂为脂肪酸酰胺、聚酯、合成酯、羧酸中的一种或两种以上组成的混合物。

本发明由于采用了上述配比的混凝土及墙体结构,其与现有技术相比,所取得的技术进步在于:短切玄武岩纤维具有耐酸碱、防火、防水、抗拉性能好的优点,加入短切玄武岩纤维之后的混凝土,浇筑成型的抗裂墙体在耐酸、防火、防水和抗拉性能方面得到大幅提升,另外在混凝土中掺加进短切玄武岩纤维后,使混凝土的致密性更加良好,浇筑后抗裂墙体的力学性能得以提升,避免了墙体在使用过程中出现微小裂纹的情况出现;

进一步的,通过在浇筑后的抗裂墙体的墙面上贴耐高温防火布,在发生高火灾时,高温环境下,将墙体与室内的高温燃烧环境相隔离,避免直接高温冲击,因耐高温防火布具有良好的耐高温和防火特性,在很大定程度上对抗裂墙体起到防护作用,降低墙体受损,提高了墙体的安全性能。

综上所述,本发明提供的一种新型抗裂和耐高温玄武岩纤维墙体其断裂性能有所改善及在火灾发生时,混凝土结构所受损伤程度有明显降低。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。

在附图中:

图1玄武岩纤维掺量与抗压强度关系图;

图2玄武岩纤维掺量与三点弯曲破坏荷载关系图;

图3高温后混凝土强度变化图。

具体实施方式

下面通过具体实施例来对本发明做进一步说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。

本发明公开了一种新型抗裂和耐高温玄武岩纤维墙体,包括由混凝土浇筑而成的抗裂墙体和贴于抗裂墙体墙面的耐高温防火布,混凝土中各组分按重量份数配比如下:水190~220份,水泥400~430份,细骨料610~640份,粗骨料1100~1200份,玄武岩短切纤维13~18份;所述耐高温防火布包括玄武岩纤维布,玄武岩纤维布表面涂抹浆料和粘合剂制成耐高温防火布,后贴于抗裂墙体的内墙面。

本发明的有益效果在于:短切玄武岩纤维具有耐酸碱、防火、防水、抗拉性能好的优点,加入短切玄武岩纤维之后的混凝土,浇筑成型的抗裂墙体在耐酸、防火、防水和抗拉性能方面得到大幅提升,另外在混凝土中掺加进短切玄武岩纤维后,使混凝土的致密性更加良好,浇筑后抗裂墙体的力学性能得以提升,避免了墙体在使用过程中出现微小裂纹的情况出现;

另外,通过在浇筑后的抗裂墙体的墙面上贴耐高温防火布,在发生高火灾时,高温环境下,将墙体与室内的高温燃烧环境相隔离,避免直接高温冲击,因耐高温防火布具有良好的耐高温和防火特性,在很大定程度上对抗裂墙体起到防护作用,降低墙体受损,提高了墙体的安全性能。

作为一个优选的实施例,所述水采用过滤后的自来水;所述水泥采用普通硅酸盐水泥,具体的,本实施例中采用金隅水泥厂生产的p.o42.5普通硅酸盐水泥;所述细骨料采用细度模数2.0mm~4.0mm的天然河砂;所述粗骨料采用5mm~20mm的连续级配碎石;所述混凝土中的玄武岩短切纤维的单丝直径为10um~15um,短切长度为6mm~12mm,体积掺量为0.6%。所述玄武岩纤维布采用单丝直径为7um~10um的连续玄武岩纤维原丝加捻采用十字交叉法编织而成,其采用的连续玄武岩纤维长度尽可能取长,使其更为容易纺织成布。所述浆料包括成膜剂和润滑剂。所述的成膜剂是由环氧树脂单体在乳化剂存在的情况下经聚合制得的聚合乳液,所述聚合乳液的粒径为0.35μm~0.70μm,浓度控制在48%~51%。所述的润滑剂是使用水配制而成的浓度为53%~58%的混合液,所述的润滑剂为脂肪酸酰胺、聚酯、合成酯、羧酸中的一种或两种以上组成的混合物。

实施例1施工方法

本发明提供了一种新型抗裂和耐高温玄武岩纤维墙体的具体施工方法如下:

a、备料:按所需原料配比,将水泥、细骨料、粗骨料、玄武岩短切纤维备好;

b、原料混合,混凝土制备:将备好的水泥、细骨料、粗骨料、玄武岩短切纤维放入搅拌机,充分搅拌后制得混凝土原料混合物,最后加入过滤后的自来水搅拌均匀制得墙体浇筑用混凝土;为避免短切玄武岩纤维掺加进混凝土产生抱团、掺加不均匀现象,应在加入自来水之前将其余配料进行均匀搅拌;

c、浇筑:将搅拌好的成品混凝土浇筑于内外墙模板形成的腔体内浇捣,浇筑成型;

d、养护:对浇筑完成的墙体进行28天标准养护;

e、拆除模板:拆除内外墙模板。

下面通过具体实施例来对本发明做进一步说明,所有原料均来自于市场或依现有技术制备。

实施例2

a、备料

按如下混凝土原料重量配比进行备料:

水205份、水泥410份、细骨料624.75份、粗骨料1160.25份和6mm~12mm的玄武岩短切纤维15.9份;

b、原料混合,混凝土制备

将配比完成的混凝土原料放入搅拌机,充分搅拌后制得混凝土原料混合物,最后加入过滤后的自来水搅拌均匀制得混凝土;

c、浇筑

将搅拌好的混凝土通过试块制作模具分别制做用于测试抗压强度的试块和用于测试断裂性能试块,以此测试其抗裂性能的提升。用于测试抗压强度的试块尺寸为100mm×100mm×100mm的立方体;用于测定断裂性能的试块尺寸为300mm×100mm×100mm的棱柱体,在试块梁的中间,预制一条宽2mm,高40mm的预制裂缝。

d、养护

对制备好的试块进行28天标准养护,用于进行后续的试验。

e、拆除模板,通过对试块进行单轴压缩试验和三点弯曲试验,进行抗压强度试验和断裂性能试验,用以测试抗裂性能的提升。

由单轴压缩试验可知,本实施例试块(短切玄武岩纤维掺量为0.6%)抗压强度为56.2mpa,基准混凝土抗压强度为43.1mpa,相比于基准混凝土抗压强度提升约为30%,其抗压强度变化如图1所示,分析其破坏模式可得,基准混凝土破坏时出现贯穿试块的裂纹产生,而本实施例则表现为较为完整整体性,无贯穿裂纹产生。本实施例的抗压强度远优于基准混凝土的抗压强度。

由三点弯曲试验可知,本实施例试块(短切玄武岩纤维掺量为0.6%)破坏荷载4.1kpa,基准混凝土的破坏载荷为3.4kpa,相比于基准混凝土破坏荷载提升约为20%,其破坏荷载增加比例如图2所示,由此可得,本实施例具有较好的阻裂效果。本实施例的试块断裂性能远优于基准混凝土的断裂性能。

实施例3

a、备料

按如下混凝土原料重量配比进行备料:

水205份、水泥410份、细骨料624.75份、粗骨料1160.25份和6mm~12mm的玄武岩短切纤维15.9份;

b、原料混合,混凝土制备

将配比完成的混凝土原料放入搅拌机,充分搅拌后制得混凝土原料混合物,最后加入过滤后的自来水搅拌均匀制得混凝土;

c、浇筑

将搅拌好的混凝土通过试块制作模具制做用于测试抗压强度试块,用于测试抗压强度的试块尺寸为100mm×100mm×100mm的立方体。

d、养护

对制备好的试块试块进行28天标准养护,用于进行后续的试验。

e、拆除模板,进行耐高温性试验,主要测定其高温后的抗压强度损失。

由高温试验可知,本实施例试块(短切玄武岩纤维掺量为0.6%)在800°高温后强度由56.2mpa降低至20.1mpa,而基准混凝土强度由43.6mpa下降至12.8mpa,受高温环境影响后,本实施例的试块抗压强度远优于基准混凝土的抗压强度,如图3所示;且从表观变化可知,相比于本实施例表观完好度,基准混凝土的出现较为严重的掉角现象。

实施例4

a备料

按如下混凝土原料重量配比进行备料:

水205份、水泥410份、细骨料624.75份、粗骨料1160.25份和6mm~12mm的玄武岩短切纤维15.9份;

b原料混合,混凝土制备

将配比完成的a组分混凝土原料放入搅拌机,充分搅拌后制得a组分混凝土原料混合物,最后加入过滤后的自来水搅拌均匀制得a组分混凝土;

c、浇筑

将搅拌好的混凝土通过试块制作模具制做用于测试抗压强度试块,用于测试抗压强度的试块尺寸为100mm×100mm×100mm的立方体。

d、养护

对制备好的试块试块进行28天标准养护,用于进行后续的试验。

e、拆除模板,制备耐高温防火布,将玄武岩纤维以十字交叉法进行纺织,制成玄武岩纤维布,并将其表面涂抹浆料和粘合剂,最终制成耐高温防火布。

f、为验证耐高温防火布的防火特性,对本实施例试块进行耐高温防火布粘贴,并对其进行高温试验,测定其高温后的抗压强度损失。

由高温试验测得,本实施例的试块在800°高温后去除耐高温防火布,测试其强度由56.2mpa降低至40.6mpa,由此可得,实施例3相比,试块表面贴有耐高温防火布的试块相对于试块表面无防火布的试块有良好的耐高温性,其受损伤程度有明显降低。

综上所述,本发明提供的一种新型抗裂和耐高温玄武岩纤维墙体,在长期外力作用下其裂性能有明显改善及在火灾发生时,其所受损伤有明显降低,另外,墙面的整体结构稳定,钉入东西或者局部切除活碰撞破坏时,混凝土墙面不易碎化脱落。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明权利要求保护的范围之内。

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