一种喷射型纤维混凝土建筑材料及其加固施工方法与流程

本发明涉及建筑材料开发，尤其涉及一种喷射型纤维混凝土建筑材料及其加固施工方法。

背景技术：

1、纤维混凝土，是纤维和水泥基料(水泥石、砂浆或混凝土)组成的复合材料的统称。水泥石、砂浆与混凝土的主要缺点是：抗拉强度低、极限延伸率小、性脆，加入抗拉强度高、极限延伸率大、抗碱性好的纤维，可以克服这些缺点。以水泥浆、砂浆或混凝土作基材，以纤维作增强材料所组成的水泥基复合材料，称为纤维混凝土。纤维可控制基体混凝土裂纹的进一步发展，从而提高抗裂性。由于纤维的抗拉强度大、延伸率大，使混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击强度及延伸率和韧性得以提高。纤维混凝土的主要品种有石棉水泥、钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土及碳纤维混凝土、植物纤维混凝土和高弹模合成纤维混凝土等。

2、纤维混凝土具有多种优异性能，可以用于多个领域的建筑。无论是在建筑地面、建筑墙壁、路面、水利工程、桥梁等领域，都有着广泛的应用。纤维混凝土的应用将会为各种建筑工程提供更加优秀的材料，提高建筑物的安全性和美观度。

3、除了直接作为建材应用之外，纤维混凝土还可用于现有建材的加固/修复，比如被广泛应用于建筑、水利、交通、环保等领域的高延性混凝土喷涂材料。它具有施工方便、成本低廉、使用期长、耐磨性好等优点，被广泛应用于混凝土结构表面破损、开裂、腐蚀、老化等问题的修复和加固。

4、纤维混凝土喷涂材料的原理是在混凝土表面形成一层密实、坚固、平整的涂层，从而达到修复和加固混凝土结构的目的。混凝土喷涂材料的成分和配比会直接影响涂层的性能，如强度、耐久性、抗裂性等。混凝土喷涂材料的另一个原理是混凝土本身具有的性质。混凝土是一种由水泥、细集料、粗集料和水等按一定比例混合而成的人造材料。它具有一定的自重和自压强度，但相对于其他材料，如钢材、铝合金等，混凝土的抗拉强度和抗裂性能较差。因此，在混凝土结构的表面出现破损、开裂、腐蚀、老化等问题时，需要采用混凝土喷涂材料进行修复和加固。

5、中国专利cn103590616a公开了一种活性粉末纤维混凝土加固混凝土柱的方法，包括以下步骤：先对原混凝土柱的表面进行净除处理，使其混凝土结构层外露；再除杂，凿毛，直至露出新面且达至其骨料面；继续在柱表面定位放线，钻孔，然后配以植筋胶并在钻孔内植入剪切销钉，在放线处绑扎钢筋网，再涂刷界面剂，分层抹涂活性粉末纤维混凝土，各层的接茬部位错开，经压平、压光、养护后，完成对混凝土柱的加固。本发明得到的加固混凝土柱主要由原混凝土柱结构层和活性粉末纤维混凝土加固层组成，后者是以活性粉末纤维混凝土为基层材料、以钢筋网为增强材料，且由多层的单元加固结构层相互叠加而成。

6、但是上述现有技术施用步骤复杂，且加固效果有待提升。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种喷射型纤维混凝土建筑材料及其加固施工方法，使用便捷，且具有优异的力学性能。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种新型纤维混凝土，包含如下质量份数的组分：

4、纤维材料：碳纤维0.5～0.15份、聚丙烯纤维0.5～0.15份；

5、胶凝材料：混凝土95～110份、单硬脂酸聚乙二醇酯0.03～0.08份、聚氧丙烯甘油醚0.03～0.08份、三元聚羧酸0.13～0.18份、聚氧丙烯聚氧乙烯乙二醇醚0.15～0.25份、树脂8～12份、聚甲基丙烯酸0.3～0.8份、硅藻土3～8份、硬脂酸盐0.5～1.5份、陶瓷填料2～6份和苯酚0.1～0.3份。

6、优选的，包含如下质量份数的组分：

7、纤维材料：碳纤维0.1份、聚丙烯纤维0.1份；

8、胶凝材料：混凝土100份、单硬脂酸聚乙二醇酯0.05份、聚氧丙烯甘油醚0.05份、三元聚羧酸0.15份、聚氧丙烯聚氧乙烯乙二醇醚0.2份、树脂10份、聚甲基丙烯酸0.5份、硅藻土5份、硬脂酸盐0.8份、陶瓷填料4份和苯酚0.2份。

9、优选的，所述混凝土为c25～c50等级的混凝土。

10、优选的，所述陶瓷填料选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化硅或氮化硅中的一种或几种。

11、优选的，所述树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、乙烯基树脂、烃类树脂、聚醚类树脂中的一种或几种。

12、优选的，所述硬脂酸盐选自硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸甘油酯或硬脂酸乙二醇中的一种或几种。

13、本发明还提供了上述新型纤维混凝土在制备建筑材料加固剂中的应用。

14、本发明还提供了一种基于喷射型纤维混凝土的建筑材料加固施工方法，包括以下步骤：

15、将上述新型纤维混凝土中的胶凝材料投入喷射设备搅拌机，喷施至需要加固的基体表面，形成胶凝基层；

16、将上述新型纤维混凝土中的纤维材料投入纤维喷射器，喷施至所述胶凝基层的表面，形成复合层；纤维长度在2-4cm之间。

17、胶凝材料和纤维喷射同时进行，根据加固要求调节纤维量与胶凝材料体积比，体积比为2-8:100。

18、优选的，所述复合层的厚度在2cm。

19、本发明的有益效果：

20、本发明以特定比例的碳纤维、聚丙烯纤维、混凝土、单硬脂酸聚乙二醇酯、聚氧丙烯甘油醚、三元聚羧酸、聚氧丙烯聚氧乙烯乙二醇醚、树脂、聚甲基丙烯酸、硅藻土、硬脂酸盐、陶瓷填料和苯酚作为原料，制备得到了一种新型纤维混凝土，通过各组分的协同配合，使所得新型纤维混凝土具有优异的力学性能，不仅能直接用作建筑材料，还能用作建筑材料加固剂，在具有优异抗拉强度、抗压强度的同时，还能够修复或加固其他混凝土基材，解决其出现的破损、开裂、腐蚀、老化等问题。

技术特征：

1.一种新型纤维混凝土，其特征在于，包含如下质量份数的组分：

2.根据权利要求1所述的新型纤维混凝土，其特征在于，包含如下质量份数的组分：

3.根据权利要求1所述的新型纤维混凝土，其特征在于，所述混凝土为c25～c50等级的混凝土。

4.根据权利要求1所述的新型纤维混凝土，其特征在于，所述陶瓷填料选自二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化硅或氮化硅中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的新型纤维混凝土，其特征在于，所述树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯、乙烯基树脂、烃类树脂、聚醚类树脂中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的新型纤维混凝土，其特征在于，所述硬脂酸盐选自硬脂酸钙、硬脂酸钠、硬脂酸甘油酯或硬脂酸乙二醇中的一种或几种。

7.权利要求1～6任一项所述的新型纤维混凝土在制备建筑材料中的应用。

8.权利要求1～6任一项所述的新型纤维混凝土在制备建筑材料加固剂中的应用。

9.一种基于新型纤维混凝土的建筑材料加固施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的建筑材料加固施工方法，其特征在于，所述复合层的厚度在1.5-3cm。

技术总结
本发明提供了一种喷射型纤维混凝土建筑材料及其加固施工方法，属于建筑材料开发技术领域。本发明以特定比例的碳纤维、聚丙烯纤维、混凝土、单硬脂酸聚乙二醇酯、聚氧丙烯甘油醚、三元聚羧酸、聚氧丙烯聚氧乙烯乙二醇醚、树脂、聚甲基丙烯酸、硅藻土、硬脂酸盐、陶瓷填料和苯酚作为原料，制备得到了一种新型喷射纤维混凝土，使用便捷，且具有优异的力学性能。克服了现有技术中材料施用步骤复杂，且加固效果有待提升的问题。本发明通过各组分的协同配合，使所得新型纤维混凝土不仅能直接用作建筑材料，还能用作建筑材料加固剂，在具有优异抗拉强度、抗压强度的同时，还能够修复或加固其他混凝土基材，解决其出现的破损、开裂、腐蚀、老化等问题。

技术研发人员：夏春蕾
受保护的技术使用者：北京市市政工程研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7