一种用于生土建筑表面的粘结剂及加固方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及结构加固技术领域，特别是涉及一种用于生土建筑表面的粘结剂及加固方法。
【背景技术】
[0002]生土建筑是指主要用未焙烧而仅作简单加工的原状土为材料营造主体结构的建筑，是一种最古老而迄今还一直被广泛使用着的建筑类型，几乎遍及全球。但是，受到材料力学强度的限制，生土结构房屋，无论是土坯房还是夯土房，都不可避免的有抗震性差的问题。加上目前使用的生土结构房屋大多分布于农村、欠发达地区，生土建筑的施工建造、日常维护条件不足，更削弱了建筑的抗震能力，在地震中往往破坏严重，危及居民生命和财产。
[0003]目前，已有一些较成熟的技术能够提高生土建筑的结构强度，包括法国的PISE技术、加筋土墙的设计、异形土坯砖的设计等等。但是这些技术主要是针对新建的生土建筑，不适用于现役生土房屋的加固。专门针对现役生土房屋进行加固的方法较少，目前已有的方法包括灌浆加固、钢筋网表面加固等。然而灌浆加固对设备要求严格，造价昂贵，多用于古建筑保护，不适宜在生土民居中推广使用；铁丝网表面加固虽能取得一定的加固效果，但其施工工艺复杂，造价高，难以作为经济、简便、易行的技术进行普及推广。
[0004]另一类对建筑结构加固的思路是用粘结剂将有机拉结材料粘贴在结构构件表面，以起到有效的加固作用。工程中应用较多的方法诸如用碳纤维胶将碳纤维布粘贴在钢筋混凝土表面，或者用水泥砂浆将帆布粘贴在砌体结构表面，都能起到良好的抗震加固效果。这类加固方法对不同材料的被加固构件表面有特殊要求，粘接前往往要进行专门的表面处理，而针对于生土结构墙体表面的粘贴加固，还没有有效的工程措施。目前面临的主要问题是缺乏经济适用的粘结剂，能将土这种无机材料和拉结材料有效的粘结在一起。现在常见的粘结剂有以下两类:(I)水泥类无机材料，水泥硬化后具有良好的加固强度，但是由于难以和生土墙形成有效连接不能直接用于土墙的加固保护；(2)碳纤维胶等有机粘结剂，这一类材料能渗透到土墙中，也能与有机拉结材料结合，发挥良好的加固效果，但是由于造价太高，难以在经济条件落后地区推广。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于生土建筑表面的粘结剂，能将加固材料牢固粘贴在生土墙体表面，提高生土结构的抗震性，抑制地震中墙体裂缝的开展同时提高墙体的抗风蚀能力。
[0006]本发明采用的技术方案是提供一种用于生土建筑表面的粘结剂，该粘结剂包含如下重量份的组分:玻璃、建筑用砂和固化剂，所述水玻璃:建筑用砂:固化剂为1:2.3_3.0:0.05_0.22。
[0007]优选地，所述水玻璃:建筑用砂:固化剂的质量比为1:2.5-2.7:0.12-0.15。
[0008]优选地，所述水玻璃的模数范围为2.6-3.7，波美度35度-45度。所述水玻璃可以是硅酸钾水溶液、硅酸钠水溶液或硅酸锂水溶液；更优选地，所述水玻璃的模数范围为3.1_3.5 ο
[0009]优选地，所述建筑用砂选用粒径在0.级配均匀的砂。
[0010]优选地，所述固化剂选自氟硅酸钠、磷酸硅、聚合磷酸铝、氯化镁或氯化铝中的一种或几种；优选地，所述固化剂为氟硅酸钠。
[0011]本发明解决的第二个技术问题是提供了使用该粘结剂进行加固的方法。
[0012]该方法为将氟硅酸钠与建筑用砂混合并充分搅拌均匀，再加入模数范围2.6-3.7、波美度为35度-45度的水玻璃搅拌均匀配制出粘结剂砂浆；所述粘结剂砂浆配制好后，砂浆表面在I小时后出现硬结现象，Icm厚的所述粘结剂砂浆层在室温条件下24小时完全硬结；所述粘结剂砂浆配制好之后，在墙体表面先涂刷一道模数范围为3.1-3.7的水玻璃，待其渗入土墙表面后，涂抹2-5_厚的粘结剂砂浆，然后将加固材料贴在砂浆上，最后再将砂浆厚厚地涂抹在加固材料上，以材料上面的粘结剂砂浆层为8-lOmm为最佳。待砂浆硬结后，与加固材料一起在墙体表面形成10_15mm厚加固层，不但提高了墙体抵抗开裂的强度，而且提高了墙面的抗风雨侵蚀能力。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014]1.配制原料均为工程常见材料，造价低廉，配制简单，施工简便。
[0015]2.为纯无机加固材料，与土体相容性好，使用寿命长。
[0016]3.能提高粘贴处墙体抗风蚀和雨蚀能力。
[0017]4.硬化工程无需特殊养护，硬结时间短，节省劳动力。
[0018]5.与拉结材料结合，能抑制墙体在地震作用中开裂，从而提高生土房屋的抗震性倉泛。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本发明进一步加以说明。
[0020]为了定量表述本发明的加固效果，实施例以实验室数据说明。试验用土坯为云南省昆明市呈贡区现役生土房屋拆下的土还，将其打磨成160mmX 160mmX 90mm 土还试块后备用。试验用加固材料分别选用厚度为0.1lmm的碳纤维布、市售厚度为1.5mm的薄帆布和0.2mm厚竹皮，均裁成550mmX 10mm的长条备用。
[0021]实施例1
[0022]称取模数为3.5、波美度35度的钠水玻璃100克，建筑用细砂250g，氟硅酸钠粉末15go将氟娃酸钠粉末与细砂混合，搅拌Imin至混合均勻。将钠水玻璃倒入,搅拌至混合均勻。将碳纤维布两端粘在土还试块两个160mmX 160mm面上,粘贴面积为120mmX 100mm。同样方法粘贴4个试块，在室温下放置3天后，用长春试验机研究所生产的型号为CSS-44100电子万能试验机施加拉力，进行粘贴面剪切试验。试验结果:测得平均抗剪强度为0.3IMPa,破坏情况均是土坯本身发生剪切破坏，碳纤维布完好，砂浆与土坯粘贴面完好。
[0023]对比例I
[0024]取4个空白土坯试块进行单剪试验，破坏时平均抗剪强度为0.3MPa。
[0025]对比例2
[0026]同实施例1，只是不用碳纤维布，而是用市售普通薄帆布。试验结果:测得平均抗剪强度0.22MPa，破坏情况为帆布断裂，达到帆布本身剪切强度，砂浆与土坯粘结面完好。
[0027]对比例3
[0028]同实施例1，只是不用碳纤维布，而是用0.2mm厚竹皮。试验结果:测得平均抗剪强度0.25MPa，破坏情况为竹皮断裂，达到竹皮本身剪切强度，砂浆与土坯粘贴面完好。
[0029]以上试验说明，使用本发明的粘结剂作为粘贴拉结材料和土坯的粘结剂，其抗剪强度高于土坯，能起到良好的粘贴效果。
[0030]实施例2
[0031]称取模数为3.5、波美度35度的钠水玻璃100克，建筑用细砂250g，氟硅酸钠粉末15go将氟娃酸钠粉末与细砂混合，搅拌Imin至混合均勻。将钠水玻璃倒入,搅拌至混合均勻。将配置好的砂衆倒入模具中，制成直径50mm,高30mm的圆柱形砂衆试块。同样方法，制作6个试块，室温下放置3天后，全部放入水中浸泡15天。试验结果:耐水浸泡15天后，试块完整如初，没有出现导致其强度降低的溶解或破裂现象。
[0032]实施例2的对比例
[0033]同实施例2，只是倒入模具后，放到室外烈日下暴晒。暴晒3天后，放入水中浸泡3天，如此反复进行3次。试验结果:日晒试验和耐水浸泡后，试块完整如初，没有出现导致其强度降低的溶解或破裂现象，固化情况良好。
[0034]以上试验说明，本发明粘结剂可经受住日晒和雨淋，满足施工条件和施工后正常使用条件。
【主权项】
1.一种用于生土建筑表面的粘结剂，其特征在于，所述粘结剂包含如下组分:水玻璃，建筑用砂和固化剂，所述水玻璃:建筑用砂:固化剂为1:2.3-3.0:0.05-0.22。
2.根据权利要求1所述的粘结剂，其特征在于:所述水玻璃:建筑用砂:固化剂的质量比为 1:2.5-2.7:0.12-0.15。
3.根据权利要求1或2所述的粘结剂，其特征在于:所述水玻璃的模数范围为2.6-3.7、波美度为35度-45度；所述水玻璃选自钠水玻璃、钾水玻璃或锂水玻璃；优选地，所述水玻璃的模数范围为3.1-3.5。
4.根据权利要求3所述的粘结剂，其特征在于:所述建筑用砂选用粒径在0.级配均匀的砂。
5.根据权利要求4所述的粘结剂，其特征在于:所述固化剂选自氟硅酸钠、磷酸硅、聚合磷酸铝、氯化镁或氯化铝中的一种或几种；优选地，所述固化剂为氟硅酸钠。
6.权利要求1-5所述的粘结剂用于生土建筑表面的粘贴加固，其特征在于:将氟硅酸钠与建筑用砂混合并充分搅拌均匀，再加入水玻璃搅拌均匀配制出粘结剂砂浆；所述粘结剂砂浆配制好后，砂浆表面在I小时左右出现硬结现象，Icm厚的所述粘结剂砂浆层在室温条件下24小时完全硬结。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于:所述粘结剂砂浆配制好之后，在墙体表面先涂刷一道模数范围为3.0-3.7的水玻璃，待其渗入土墙表面后，涂抹2-5mm厚的粘结剂砂浆，然后将加固材料贴在砂浆上，最后再将砂浆厚厚地涂抹在加固材料上，以材料上面的粘结剂砂衆层为8-10mm为最佳。待砂衆硬结后，与加固材料一起在墙体表面形成10_15mm厚加固层。
【专利摘要】本发明公开了一种用于生土建筑表面的粘结剂，该粘结剂包含如下配比的组分：波美度为35度-45度的水玻璃∶建筑用砂∶固化剂为1∶2.3-3.0∶0.05-0.22。本发明粘结剂能将加固材料牢固粘贴在生土墙体表面，提高生土结构的抗震性，抑制地震中墙体裂缝的开展同时提高墙体的抗风蚀能力。
【IPC分类】C04B28-26, E04G23-02
【公开号】CN104628350
【申请号】CN201310547438
【发明人】汪明, 王亚安, 金赟赟, 史培军
【申请人】北京师范大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年11月6日