CN106702727B - 改善纤维编织网性能的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用混合浆体改善纤维编织网性能的方法及其装置。所述混合浆体由水泥基复合胶凝材料和纳米材料组成；水泥基复合胶凝材料包括水泥、粉煤灰、矿渣、硅灰、水、缓凝剂；纳米材料主要包括纳米耐高温陶瓷粉、纳米气凝胶、纳米二氧化硅中的一种或者几种。本发明混合浆体具有流动性强，结构致密，强度高、耐高温等优点，能充分浸渍纤维编织网，有效改善纤维编织网及其构件的耐高温性能。本发明还提供了一种适用纤维编织网表面涂覆改性的装置，所述浸渍装置包括浸渍池、固定架、带孔板、固定条、夹具、手轮、钢丝绳及阀门，本发明的装置能简化整个纤维编织网的浸渍过程，实现纤维编织网浸渍‑硬化一体化的目标，效率高，可操作性强。

Description

改善纤维编织网性能的方法及其装置

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种改善纤维编织网性能的方法及其装置。

背景技术

纤维编织网是通过不同的编织方式，将定向连续纤维粗纱编织成平面或者立体的网状纺织物。相比短切纤维，它具有受力方向明确，增强效率高等优点；相比普通钢筋，它具有质量轻、抗腐蚀、耐久性好，防磁化等优势。将纤维编织网铺设在特制的混凝土内，让其经向或纬向纤维束沿混凝土中的拉应力主向布置，就构成了纤维编织网增强混凝土构件。该种混凝土构件耐腐蚀、强度高、质量轻，具有较好的抗裂能力，因此在海工、港工和建筑领域得到广泛应用，如制成楼板等承载构件、内外墙板等装饰构件、免拆卸模板构件等。

为了提高纤维编织网增强混凝土构件的承载力，一般采用环氧树脂浸渍纤维编织网，待其硬化后埋入混凝土中。如此处理纤维编织网有利于纤维束形成一个整体，增强纤维编织网与特制混凝土间的粘结性能。以往的方法存在明显的缺点，其一就是纤维编织网以及构件在火灾时（高温下）的耐热性能较差。一般无机纤维在惰性气体中具有较好的耐热性能，但在有氧的高温环境下，纤维极易发生氧化而丧失其基本的力学性能。而环氧树脂在温度超过100-200℃时，其强度和刚度直线下降，这给纤维编织网增强混凝土构件的防火安全带来了极大的隐患。其二是如何保证在张拉状态下的纤维编织网被充分被浸渍，常规手工涂抹浸渍液的做法不仅步骤繁琐，效率低，且不易保证浸渍质量。

发明内容

本发明首先要解决的技术问题是提供一种用混合浆体能改善纤维编织网耐高温的性能，并且本发明提供了一种浸渍方法，提高了浸渍质量和效率。为实现上述目的，本发明公开提供以下技术方案：

包括以下步骤:

步骤一:将混合浆体倒入已固定好纤维编织网的浸渍装置池中进行浸没，浸没期间用手推滚轴滚动纤维编织网表面以达到充分浸渍的目的；

步骤二、然后摇动手轮，使纤维编织网连同下部带孔轻质钢板上升1-1.2m，放松手轮，纤维编织网下部带孔轻质钢板下降至浸渍装置池底,所述纤维编织网被搁置在高处；由于装置构造，纤维编织网将无法下降被搁置在高处。

步骤三:将搁置在高处的纤维编织网连同四周的夹具取下并晾干硬化，经过24h，将表面浆体硬化的纤维编织网从夹具中取出；并利用相应的制作工艺制成各种纤维编织网增强混凝土构件。

步骤四:重复步骤一至步骤三，直至混合浆体耗尽；

所述混合浆体包括水泥基复合胶凝材料和纳米材料，所述水泥基复合胶凝材料包括水泥、粉煤灰、矿渣、硅灰、水、缓凝剂。该混合桨体能够有效的改善纤维编织网耐高温的性能。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述水泥选用硅酸盐水泥、高铝水泥、氯氧镁水泥或硫铝酸盐水泥中一种；纳米材料主要包括纳米耐高温陶瓷粉、纳米气凝胶、纳米二氧化硅中的一种或者几种。

浸没纤维编织网的时间为3-5min。

按照下述的质量配比，制备混合浆体：水泥40%-55%，纳米材料8%-20%，粉煤灰15%-25%，矿渣0%-15%，硅灰5%-10%，洁净自来水10%-20%，减水剂1%-10%，缓凝剂0.1%-0.5%。

所述混合浆体通过以下步骤制备：

步骤一：将水泥、粉煤灰、硅灰、矿渣用搅拌机搅拌1-2min，得到搅拌均匀的干料；

步骤二：在另一容器中将纳米材料与所需水的部分、减水剂和缓凝剂快速融合，并搅拌1-2min，形成均匀的纳米材料悬浊液；

步骤三：将步骤一中的干料和步骤二中的纳米材料悬浊液混合搅拌，并加入所需水的剩余部分、减水剂及缓凝剂，充分搅拌5-8min，制得混合浆体。

所述的混合浆体的坍落度扩展直径范围在60~75cm之间，其具有较好的流动性，易于特制浆体充分浸渍纤维编织网。

本发明还提供一种改善纤维编织网性能的装置，其特征在于：所述装置包括浸渍装置，所述浸渍装置包括浸渍池、固定架、带孔轻质钢板、固定条、夹具、升降装置及阀门，所述固定架安装在浸渍池内，所述固定架对应固定条的两端装设有阀门，所述固定条之间固定有带孔轻质钢板，所述夹具用于将纤维编织网固定在固定条上，所述带孔轻质钢板通过升降装置升降，所述带孔轻质钢板在固定架底部时能带着纤维编织网浸没在浸渍池内；

带孔轻质钢板上升至固定架上部时，所述带孔轻质钢板与固定条分离并下降至浸渍池，所述阀门用于将固定条固定在固定架上部。阀门闭合时，固定条固定在上部，方便取下纤维编织网，取下后，阀门打开，固定条又下降至浸渍池，整个操作过程简单便捷。

在采用上述技术方案的基础上，本发明专利还可采用以下进一步的技术方案：

所述浸渍装置还包括手推滚轴，所述手推滚轴用于使浆体浸渍到纤维编织网内部，并在浸渍结束后去除纤维编织网表面的多余浆体。

所述升降装置包括手轮及钢丝绳，所述带孔轻质钢板通过钢丝绳与手轮相连，所述钢丝绳挂绕在固定架上，转动手轮可使得带孔轻质钢板上升或者下降。

由于采用本发明的技术方案，本发明的效果和益处是，本发明能够在不减弱纤维编织网与特制基体混凝土间粘结强度的基础上，改善了纤维编织网及其构件的耐高温性能。本发明混合浆体具有热稳定性好，耐高温，耐摩擦等优点；且作为超细粉，可通过微观填充作用和较高的化学活性减小水泥颗粒间的孔隙以提高混合浆体的密实度，并改善水泥浆体和纤维编织网之间的界面过渡区以使其更薄、更密实。

由于所述混合浆体本身的特性与基体精细混凝土类似，具有流动性高、强度高，结构致密等优点，因此可保证经过浸渍后的纤维编织网与基体混凝土之间仍具有良好的粘结性能。当突发火灾时，纤维编织网外层的特制混合浆在一定程度上减弱了热传递的速率，隔离了纤维编织网与氧气的接触，起到了在高温下保护纤维编织网的功效。此外，利用本发明的装置可以保证纤维编织网的充分浸渍，实现了纤维编织网浸渍-硬化过程的一体化，具有效率高、可操作性强等优点，可用于实际工业化生产。

附图说明

图1为混合浆体的制作步骤。

图2为特制浸渍装置示意图。

图3为固定了纤维编织网，并摇动手轮过程中的浸渍装置示意图及节点放大图。

图4 为纤维编织网搁置在高处时的浸渍装置示意图。

其中，浸渍池1；带孔轻质钢板2；固定条3；夹具4，手轮5；钢丝绳6；阀门7；手推滚轴8；纤维编织网9；固定架10。

实施方式

下面结合附图对本发明提供的改善纤维编织网性能的方法作进一步的说明。本实施例用混合浆体改善纤维编织网性能的方法包括制备混合浆体和纤维编织网的浸渍及硬化过程。所述混合浆体的组分按照质量分数包括：硅酸盐水泥50%，粉煤灰15%，硅灰5%，纯净自然水10%，减水剂4.9%，纳米材料15%，缓凝剂0.1%。

所述的纳米材料为纳米耐高温陶瓷粉、纳米气凝胶、纳米二氧化硅中的一种或者几种。

按照图1步骤制得混合浆体，所述混合浆体无结块，且具有良好的流动性。具体步骤如下：

步骤一：将水泥、粉煤灰、硅灰、矿渣用搅拌机搅拌1-2min，得到搅拌均匀的干料；

步骤二：在另一容器中将纳米材料与所需水的部分、减水剂和缓凝剂快速融合，并搅拌1-2min，形成均匀的纳米材料悬浊液；

步骤三：将步骤一中的干料和步骤二中的纳米材料悬浊液混合搅拌，并加入所需水的剩余部分、减水剂及缓凝剂，充分搅拌5-8min，制得混合浆体。

如图2、3、4所示，一种改善纤维编织网性能的装置，所述装置包括浸渍装置，所述浸渍装置包括浸渍池1、固定架10、带孔轻质钢板2、固定条3、夹具4、手轮5、钢丝绳6及阀门7，所述固定架10安装在浸渍池1内，所述固定架10对应固定条3的两端装设有阀门7，所述固定条3之间固定有带孔轻质钢板2，所述夹具4用于将纤维编织网9固定在固定条3上，所述带孔轻质钢板2通过钢丝绳6与手轮5相连，所述钢丝绳6挂绕在固定架10上，所述带孔轻质钢板2在固定架10底部时能带着纤维编织网浸没在浸渍池1内。

本发明装置的操作方法，如图2、图3和图4所示。

步骤一：如图2、3所示，固定纤维编织网9：将需浸渍的纤维编织网9沿径向受力方向用图2装置中的固定条3固定，并用夹具4夹紧，以防止纤维编织网脱落。纤维编织网下部是带孔轻质钢板2，带孔轻质钢板2通过钢丝绳6与手轮5相连。浸渍开始前，纤维编织网9和下部带孔轻质钢板2位于浸渍池1中。

步骤二：浸渍过程：倒入流动性良好的混合浆体，浸没位于浸渍池1底部的纤维编织网9，并且用手推滚轴8不断在纤维编织网表面沿径向滚动，以保证浆体能充分浸渍到纤维编织网内部，该过程需3-5min。然后摇动手轮5，由于钢丝绳6的拉力作用，带孔轻质钢板2连同其上的纤维编织网9及两端的固定条3都缓缓上升，再次用手推滚轴8沿纤维编织网表面径向重复滚动，让多余的浸渍浆体从钢板2的孔中渗透滴入下方池中。固定条3上升过程中会打开阀门7，此阀门单向开合，只允许固定条上升而无法降落，如图2。当升高至一定高度时，放松手轮5，由于带孔轻质钢板2自身的重力作用，钢板下降至浸渍装置池底，而固定条3连同纤维编织网9被搁置在闭合的阀门7上无法降落，纤维编织网9被搁置高处。

步骤三：如图4所示：硬化步骤：将搁置在高处的纤维编织网连同四周的夹具取下后放置在某处逐渐晾干硬化，待 24h后可将表面浆体硬化的纤维编织网从夹具中取出，并利用相应的制作工艺制成各种纤维编织网增强混凝土构件。

步骤四：取下置在高处的纤维编织网后安装并固定另一块纤维编织网，重复步骤二，完成另一块纤维编织网的浸渍步骤，如此反复直至用完浸渍装置池中所制的浆体。

本发明装置亦适用于其他涂料对纤维编织网的表面涂覆改性。

Claims (4)

1.改善纤维编织网性能的方法，其特征在于：包括以下步骤:

步骤一:将混合浆体倒入已固定好纤维编织网的浸渍装置的浸渍池中进行浸没，浸没期间用手推滚轴滚动纤维编织网表面；

步骤二:然后摇动手轮，使纤维编织网连同下部带孔轻质钢板上升，放松手轮，纤维编织网下部带孔轻质钢板下降至浸渍装置池底,所述纤维编织网被搁置在高处；

步骤三:将搁置在高处的纤维编织网连同四周的夹具取下并晾干硬，将表面浆体硬化的纤维编织网从夹具中取出；

步骤四:重复步骤一至步骤三，直至混合浆体耗尽；

所述混合浆体包括水泥基复合胶凝材料和纳米材料，并还包括减水剂，所述水泥基复合胶凝材料包括水泥、粉煤灰、矿渣、硅灰、水、缓凝剂，按照下述的质量配比制备混合浆体：水泥40%-55%，纳米材料8%-20%，粉煤灰15%-25%，矿渣0%-15%，硅灰5%-10%，洁净自来水10%-20%，减水剂1%-10%，缓凝剂0.1%-0.5%；

所述纳米材料为纳米气凝胶；

所述浸渍装置包括浸渍池、固定架、带孔轻质钢板、固定条、夹具、手轮、钢丝绳及阀门，所述固定架安装在浸渍池内，所述固定架对应固定条的两端装设有阀门，所述固定条之间固定有带孔轻质钢板，所述夹具用于将纤维编织网固定在固定条上，所述带孔轻质钢板通过钢丝绳与手轮相连，所述钢丝绳挂绕在固定架上，所述带孔轻质钢板在固定架底部时能带着纤维编织网浸没在浸渍池内；

步骤二具体为：摇动手轮，由于钢丝绳的拉力作用，带孔轻质钢板连同其上的纤维编织网及两端的固定条都缓缓上升，再次用手推滚轴沿纤维编织网表面径向重复滚动，让多余的浸渍浆体从钢板的孔中渗透滴入下方池中；固定条上升过程中会打开阀门，此阀门单向开合，只允许固定条上升而无法降落；当升高至一定高度时，放松手轮，由于带孔轻质钢板自身的重力作用，钢板下降至浸渍装置池底，而固定条连同纤维编织网被搁置在闭合的阀门上无法降落，纤维编织网被搁置高处。

2.根据权利要求1所述的改善纤维编织网性能的方法，其特征在于：所述水泥选用硅酸盐水泥、高铝水泥、氯氧镁水泥或硫铝酸盐水泥中一种。

3.根据权利要求1所述的改善纤维编织网性能的方法，其特征在于：浸没纤维编织网的时间为3-5min。

4.根据权利要求1所述的改善纤维编织网性能的方法，其特征在于：所述混合浆体通过以下步骤制备：

步骤一：将水泥、粉煤灰、硅灰、矿渣用搅拌机搅拌1-2min，得到搅拌均匀的干料；

步骤二：在另一容器中将纳米材料与所需水的部分、减水剂和缓凝剂快速融合，并搅拌1-2min，形成均匀的纳米材料悬浊液；

步骤三：将步骤一中的干料和步骤二中的纳米材料悬浊液混合搅拌，并加入所需水的剩余部分、减水剂及缓凝剂，充分搅拌5-8min，制得混合浆体。