CN102910871B

CN102910871B - 一种高延性砂浆

Info

Publication number: CN102910871B
Application number: CN201210435019.XA
Authority: CN
Inventors: 梁兴文; 邓明科; 代洁; 景武斌
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xi'an Wuhe New Material Technology Group Co.,Ltd.
Priority date: 2012-11-04
Filing date: 2012-11-04
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2032-11-04
Also published as: CN102910871A

Abstract

本发明公开了一种高延性砂浆，以解决现有砂浆存在的易脆性、抗裂和抗震性能差的问题。本发明的高延性砂浆的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维和水，其中，按质量百分比计，水泥∶粉煤灰∶硅灰∶砂∶水=1∶0.9∶0.1∶0.76∶0.58；以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为1.5%。本发明的高延性砂浆具有类似钢材的塑性变形能力，与砖砌体之间有良好的粘结性能，是一种具有高强度、高延性、高耐久性和高耐损伤能力的生态建筑材料，可有效提高砂浆的强度和变形性能。

Description

一种高延性砂浆

技术领域

本发明涉及一种建筑材料，具体涉及一种高延性砂浆。

背景技术

砂浆在砌体结构中起粘结和传力作用，对保证砌体结构的整体性起着至关重要的作用。由于砂浆的强度远远低于砌块，在地震作用下，灰缝承载力不足成为引起砌体结构破坏的主要原因之一。现有砂浆的强度相对较低、材料脆性较大及变形能力较差，导致砌体结构在地震作用下承载力迅速下降，使这种构的应用受到限制。综上，现有的砂浆具有易脆性、抗裂和抗震性能差的缺点。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种不易发生脆性破坏且抗裂和抗震性能好的高延性砂浆。

为此，本发明提供的高延性砂浆的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维和水，其中，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：硅灰：砂：水=1：0.9：0.1：0.76：0.58；以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为1.5%。

优选的，上述水泥为P.O.52.5R硅酸盐水泥；粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰；硅灰的烧失量小于6%、二氧化硅含量大于85%、比表面积大于15000m²/kg；砂的最大粒径为1.26mm；PVA纤维的长度为6~12mm、直径为26μm以上、抗拉强度为1200MPa以上、弹性模量为30GPa以上。

优选的，上述高延性砂浆中添加有减水率在30%以上的聚羧酸减水剂，减水剂的添加量为粉煤灰、硅灰和水泥总质量的0.8%。

本发明的另一目的在于提供一种上述高延性砂浆的制备方法，该方法具体为：将水泥、硅灰、粉煤灰和砂干拌均匀后加入减水剂和80％的水搅拌均匀；之后再加入PVA纤维搅拌均匀后加入剩余20％的水搅拌均匀即得高延性砂浆。

本发明的高延性砂浆具有高强度和高韧性的特点，可提高砖砌体结构的抗震性能。

与现有的砂浆相比，本发明的砂浆具有如下的特点：

（1）本发明采用的高延性砂浆抗压强度可达到60MPa以上，极限拉应变可达到普通砂浆的100倍以上，具有类似钢材的塑性变形能力，与砖砌体之间有良好的粘结性能，是一种具有高强度、高延性、高耐久性和高耐损伤能力的生态建筑材料，可有效提高砂浆的强度和变形性能，进一步提高砖砌体的承载力和抗震性能。

（2）本发明采用的高延性砂浆的力学性能有显著提高，同时增强了砌块间的粘结，且制作工艺简单。

具体实施方式

实施例1：

采用本实施例的高延性砂浆砌筑高3.3m、长6.0m、厚240mm的砖砌体墙，此砖砌体墙采用的砌块是实心砖，实心砖的尺寸为：240mm×115mm×53mm。在该砖砌体墙中采用高延性砂浆，其厚度为7mm。

遵循本发明的技术方案，该实施例的高延性砂浆的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维和水，其中，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：硅灰：砂：水=1：0.9：0.1：0.76：0.58；以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维（聚乙烯醇纤维）的体积掺量为1.5%；所用水泥为P.O.52.5R硅酸盐水泥，粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰，硅灰的烧失量为5%、二氧化硅含量为88%、比表面积为18000m²/kg，砂的最大粒径为1.26mm；PVA纤维为上海罗洋科技有限公司生产的PA600纤维，长度为8mm、直径为26μm、抗拉强度为1200MPa、弹性模量为30GPa，该实施例的高延性砂浆中添加有江苏博特新材料有限公司的

-Ⅰ聚羧酸高性能减水剂，减水剂的添加量为粉煤灰、水泥和硅灰总质量的0.8%。

该实施例的高延性砂浆的制备方法为：首先将水泥、硅灰、粉煤灰和砂倒入强制式搅拌机中干拌2~3分钟；再加入减水剂和80%的水，搅拌1~2分钟；然后加入PVA纤维再搅拌2分钟后加入剩余20%的水，搅拌1~2分钟。

以下是发明人提供的关于本实施例的高延性砂浆的力学性能试验及其结果。

（1）采用70.7mm×70.7mm×70.7mm的标准试模制作立方体试块，按标准养护方法养护60天，进行立方体抗压强度试验。试验结果表明：高延性砂浆试块抗压强度平均值为65MPa，试块达到峰值荷载后卸载再进行第二次加载，残余抗压强度可达到峰值荷载的80%，试块破坏过程具有明显抗压韧性。

（2）采用40mm×40mm×160mm的标准试模制作棱柱体抗弯试件，按标准养护方法养护60天，进行抗弯性能试验。试验结果表明：高延性砂浆试件的初裂强度为4.8MPa，试件开裂以后承载力继续提高，极限强度为10.1MPa，达到峰值荷载后承载力下降缓慢，按照ASTM C1018法计算所得的弯曲韧性系数其弯曲韧性I₅、I₁₀、I₂₀、I₃₀分别为6.2、14.5、33.0、50.6，表明具有很高的弯曲韧性。

（3）采用50mm×15mm×350mm的试模制作拉伸试块，按标准养护方法养护60天，进行直接拉伸试验。结果表明：高延性砂浆试件单轴抗拉强度平均值为3.6MPa，极限拉应变可达到1.2%，试件开裂以后承载力基本保持不变，具有良好的抗拉韧性，破坏过程中出现10余条裂缝。

以上试验表明，高延性砂浆的极限拉应变远高于《砌体结构设计规范》GB50003中普通砂浆的极限拉应变，高延性砂浆受压、受拉、受弯破坏时均具有较高的韧性，其破坏特征与普通砂浆发生的脆性破坏具有明显不同。

该实施例的高延性砂浆的上述力学特性表明，其用作砂浆的强度高、变形能力好，不易发生脆性破坏。用它砌筑墙体，可显著提高砌块砌体结构的抗震性能。

实施例2：

本实例中的砖砌体墙高3.6m，长6.6m，厚240mm，与实施例一不同之处在于本实例中的砖砌体墙采用的砌块是空心砖，空心砖的尺寸为：240mm×115mm×90mm，其他与实施例一相同。

实施例3：

本实例中的砖柱的截面尺寸为370mm×370mm，柱高3.6m，砌块采用实心砖，尺寸为240mm×115mm×53mm，其他与实施例一相同。

本发明的高延性砂浆砖砌体可用于中小学教学楼砖砌体墙、单层厂房承重砌体墙、中小学教学楼构造柱等。

Claims

1.一种高延性砂浆，其特征在于，该高延性砂浆的组分为水泥、粉煤灰、硅灰、砂、PVA纤维和水，其中，按质量百分比计，水泥：粉煤灰：硅灰：砂：水=1：0.9：0.1：0.76：0.58；以水泥、粉煤灰、硅灰、砂和水混合均匀后的总体积为基数，PVA纤维的体积掺量为1.5%；

所述水泥为P.O.52.5R硅酸盐水泥；所述粉煤灰为Ⅰ级粉煤灰；所述硅灰的烧失量小于6%、二氧化硅含量大于85%、比表面积大于15000m²/kg；所述砂的最大粒径为1.26mm；所述PVA纤维的长度为6～12mm、直径为26μm以上、抗拉强度为1200MPa以上、弹性模量为30GPa以上；

所述高延性砂浆中添加有减水率在30%以上的聚羧酸减水剂，减水剂的添加量为粉煤灰、硅灰和水泥总质量的0.8%。

2.一种权利要求1所述的高延性砂浆的制备方法，其特征在于，将水泥、硅灰、粉煤灰和砂干拌均匀后加入减水剂和80%的水搅拌均匀；之后再加入PVA纤维搅拌均匀后加入剩余20%的水搅拌均匀即得高延性砂浆。