CN106927766A - 预制构件耗能节点用的灌浆料 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种预制构件耗能节点用的灌浆料，该材料扩展度为180mm～300mm，抗压强度为30MPa～80MPa，抗折强度为12MPa～17MPa，弯曲韧性为9KN·mm～24KN·mm，延性为0.5％～7％。组成为：胶凝材料、细集料、水、塑性调节剂和合成纤维。各组分按质量比分别为：胶凝材料A:100份，胶凝材料B:67～400份，细集料A:50～150份，细集料B:0～36份，水33～150份，塑性调节剂0.4～1.9份，合成纤维3.3～10.4份。该材料弥补了目前灌浆料为脆性材料的不足。此种材料具有良好的延性，因此具有良好的耗能作用。同时，此种材料各项性能稳定，与混凝土界面粘结性能优异，界面抗剪切强度不低于8MPa。

Description

预制构件耗能节点用的灌浆料

技术领域

本发明涉及建筑材料技术领域，尤其涉及一种预制构件耗能节点用新型灌浆料，用于梁、柱端或抗震节点等耗能部位。

背景技术

地震是一种突发性的且危害极大的自然灾害。突发性的大地震顷刻间就会造成房屋破坏倒塌、交通通信、供水供电等生命线的中断。大量震害经验表明，地震中的人员伤亡以及经济损失主要是由于建筑物的倒塌和工程设施、设备的破坏造成的。因此在建筑设计中，尤其强调抗震性能。然而，目前研究主要集中在结构设计中，如采用悬挂结构、筒体结构、剪力墙结构、剪-框结构、框架结构等形式优化结构抗震性能。然而，目前建筑结构中外层混凝土材料性能无法满足抗震要求。地震时，对于钢筋混凝土建筑，其关键区域，如梁-柱端或节点受力情况复杂，极易发生破坏。主要是由于外层保护材料是脆性混凝土材料，在受力后容易发生脆性破坏。此外，按照抗震结构设计，此处的配筋率很高，钢筋间距很小，绑扎钢筋费工费时；一般用自密实混凝土灌浆，自密实混凝土虽然流动性大，可还是脆性材料，收缩大、韧性和延性都很差。因此，现有抗震节点所用高配筋率和无抗震安全性的脆性混凝土材料，性价比很低。而本专利材料，不仅具有大流动性，还具有低收缩、高韧性和超高延性，大幅吸收和耗散地震能量，可优化设计减少该节点处的配筋率，而且还具有高耐久性，可保证抗震节点的长寿命，综合性价比优异。目前随着国内城市化的发展、地震灾害的频发，建筑抗震性能改善愈发重要。因此，在梁-柱端或者节点、预制构件连接处等耗能部位使用具有耗能性的混凝土材料是很有必要的，保证建筑结构安全稳固，从而保证人民生命安全和财产安全。

本发明所制备的材料，具有不同的强度等级C30～C80，不同的延性0.5％～7％，因此具有不同的耗能性能，能够应用于不同位置，满足各种材料需求，同时和传统混凝土具有良好的粘结性。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种预制构件耗能节点用的灌浆料，弥补目前灌浆料仍旧为脆性材料的不足，具有一定的经济、社会效益。此种材料具有良好的延性，因此具有良好的耗能作用。同时，此种材料各项性能稳定，与混凝土界面粘结性能优异。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种预制构件耗能节点用的灌浆料采用如下技术方案：该材料组成包括胶凝材料、细集料、水、塑性调节剂和合成纤维，其重量组分为：

胶凝材料A:100份，

胶凝材料B:67～400份，

细集料A:50～150份，

细集料B:1～36份，

水33～150份，

塑性调节剂0.4～1.9份，

合成纤维3.3～10.4份；

其中：

胶凝材料A为普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥，

胶凝材料B为粉煤灰、矿渣、硅灰或钢渣。

所述的胶凝材料A和胶凝材料B的主要成分是CaO、SiO₂、Al₂O₃的具有胶凝性质的粉料。

所述的细集料A是普通河砂、矿渣、赤泥、煤矸石、废旧橡胶粒、钢渣或再生细集料，粒径为0.15mm～1.18mm，细度模数范围是1.6～2.2；细集料B主要成分是CaCO₃颗粒、赤泥、石粉或偏高领土，粒径小于0.15mm。

所述的塑性调节剂是聚羧酸系减水剂或纤维素醚。

所述的水为自来水或pH值6～9的地表水或地下水。

所述的合成纤维为高强高模聚乙烯醇纤维或聚乙烯纤维，抗拉强度≥1250MPa，弹性模量25MPa～45MPa。

本发明的预制构件耗能节点用的灌浆料的制备方法为：

先将胶凝材料、细集料等所有粉料称量，混合低速搅拌1min～3min；将减水剂和水加入，低速搅拌2min～3min，得到均匀流动的浆体；得到均匀流动的浆体后，在低速搅拌状态下，缓慢加入合成纤维，此过程在1min～2min内完成；合成纤维加入后快速搅拌4min～8min，搅拌结束；整个搅拌过程约为10min～20min。

试件的成型，在相应的模具中浇筑，表面抹平，成型完毕后用塑料膜覆盖试模表面，12h～48h后待水泥基体硬化后即可脱模，放入标准养护室20℃标准养护28d或60℃-85℃蒸汽养护2d～3d。

该过程的特点在于：搅拌程序先得到流动浆体，然后再加入纤维，利用流动浆体的粘度和剪切力，将纤维均匀分散；另外，控制搅拌时间，防止纤维在浆体中结团，提高搅拌效率，同时为现场搅拌提供依据。

以上为实验室步骤，若现场浇筑时，可预先将所有粉料以及纤维干拌混合好，现场只需控制用水量和搅拌时间即可。

有益效果：

1.利用国产合成纤维制备出了不同强度等级，不同延性的预制构件耗能节点用新型灌浆料，满足不同需求的，性价比优异的耗能型灌浆料。

2.率先将此种具备良好耗能作用的材料用于抗震节点、预制构件连接处等耗能部位，改进了目前仍旧使用混凝土这一脆性材料进行灌浆的现状。

附图说明

图1为实施例1的单轴拉伸测试结果示意图；

图2为实施例2的单轴拉伸测试结果示意图；

图3为实施例3的单轴拉伸测试结果示意图；

图4为实施例4的单轴拉伸测试结果示意图。

具体实施方式

下面通过实施例进一步说明本发明。

单轴拉伸试验参照《高延性纤维增强水泥基复合材料性能试验方法(草案)》中的相关测试方法进行测定。

抗压试验参照GB17671-1999《水泥胶砂强度检验方法》。

实施例1材料组成比例如表1：

表1预制构件耗能节点用新型灌浆料配合比例(质量分数)

实施例1所用原材料为：

胶凝材料为主要成分是CaO、SiO₂、Al₂O₃的粉料；细集料，细集料A是粒径为0.15mm～1.18mm，细度模数为1.65的普通河砂；细集料B为主要成分是CaCO₃颗粒；塑性调节剂为聚羧酸系高效减水剂和纤维素醚；水为自来水；纤维为合成纤维为聚乙烯醇纤维。

实施例1制备上述预制构件耗能节点用新型灌浆料，步骤为：

(1)先将胶凝材料、细集料等所有粉料准确称量，混合低速搅拌2min；

(2)将减水剂和水加入，低速搅拌2～3min，得到均匀流动的浆体；

(3)得到均匀流动的浆体后，在低速搅拌状态下，缓慢加入全部的纤维，此过程在1min内完成；

(4)纤维全部加入后快速搅拌5min，搅拌结束。整个搅拌过程约为10min。

试件的成型，在相应的模具中分两层浇筑，表面抹平，成型完毕后用保鲜膜覆盖试模表面，24h后脱模。

试验养护制度为20℃标准养护28d或60℃蒸汽养护3d。

实施例2材料组成比例如表2：

表2预制构件耗能节点用新型灌浆料配合比例(质量分数)

实施例2所用原材料为：

胶凝材料为主要成分是CaO、SiO₂、Al₂O₃的粉料；细集料，细集料A是粒径为0.15mm～1.18mm，细度模数为1.65的普通河砂；细集料B为主要成分是CaCO₃颗粒；塑性调节剂为聚羧酸系高效减水剂和纤维素醚；水为自来水；合成纤维为聚乙烯醇纤维。

实施例2制备上述预制构件耗能节点用新型灌浆料，步骤为：

(1)先将胶凝材料、细集料等所有粉料准确称量，混合低速搅拌2min；

(2)将减水剂和水加入，低速搅拌2～3min，得到均匀流动的浆体；

(3)得到均匀流动的浆体后，在低速搅拌状态下，缓慢加入全部的纤维，此过程在1min内完成；

(4)纤维全部加入后快速搅拌5min，搅拌结束。整个搅拌过程约为10min。

试件的成型，在相应的模具中分两层浇筑，表面抹平，成型完毕后用保鲜膜覆盖试模表面，24h后脱模。

试验养护制度为20℃标准养护28d或60℃蒸汽养护3d。

实施例3材料组成比例如表3：

表3预制构件耗能节点用新型灌浆料配合比例(质量分数)

实施例3所用原材料为：

胶凝材料为主要成分是CaO、SiO₂、Al₂O₃的粉料；细集料，细集料A是粒径为0.15mm～1.18mm，细度模数为1.65的普通河砂；细集料B为主要成分是CaCO₃颗粒；塑性调节剂为聚羧酸系高效减水剂和纤维素醚；水为自来水；合成纤维为聚乙烯醇纤维。

实施例3制备上述预制构件耗能节点用新型灌浆料，步骤为：

(1)先将胶凝材料、细集料等所有粉料准确称量，混合低速搅拌2min；

(2)将减水剂和水加入，低速搅拌2～3min，得到均匀流动的浆体；

(3)得到均匀流动的浆体后，在低速搅拌状态下，缓慢加入全部的纤维，此过程在1min内完成；

(4)纤维全部加入后快速搅拌5min，搅拌结束。整个搅拌过程约为10min。

试件的成型，在相应的模具中分两层浇筑，表面抹平，成型完毕后用保鲜膜覆盖试模表面，24h后脱模。

试验养护制度为20℃标准养护28d或60℃蒸汽养护3d。

实施例4材料组成比例如表4：

表4预制构件耗能节点用新型灌浆料配合比例(质量分数)

实施例4所用原材料为：

胶凝材料为主要成分是CaO、SiO₂、Al₂O₃的粉料；细集料，细集料A是粒径为0.15mm～1.18mm，细度模数为1.65的普通河砂；细集料B为主要成分是CaCO₃颗粒；塑性调节剂为聚羧酸系高效减水剂和纤维素醚；水为自来水；合成纤维为聚乙烯醇纤维。

实施例4制备上述预制构件耗能节点用新型灌浆料，步骤为：

(1)先将胶凝材料、细集料等所有粉料准确称量，混合低速搅拌2min；

(2)将减水剂和水加入，低速搅拌2～3min，得到均匀流动的浆体；

(3)得到均匀流动的浆体后，在低速搅拌状态下，缓慢加入全部的纤维，此过程在1min内完成；

(4)纤维全部加入后快速搅拌5min，搅拌结束。整个搅拌过程约为10min。

试件的成型，在相应的模具中分两层浇筑，表面抹平，成型完毕后用保鲜膜覆盖试模表面，24h后脱模。

试验养护制度为20℃标准养护28d或60℃蒸汽养护3d。

相关参数如表5、图1～图4所示。

表5实施例1～实施例4预制构件耗能节点用新型灌浆料各项性能

Claims (7)

1.一种预制构件耗能节点用的灌浆料，其特征在于：该材料组成包括胶凝材料、细集料、水、塑性调节剂和合成纤维，其重量组分为：

胶凝材料A:100份，

胶凝材料B:67～400份，

细集料A:50～150份，

细集料B:1～36份，

水33～150份，

塑性调节剂0.4～1.9份，

合成纤维3.3～10.4份；

其中：

胶凝材料A为普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥或硫铝酸盐水泥，

胶凝材料B为粉煤灰、矿渣、硅灰或钢渣。

2.根据权利要求1所述的预制构件耗能节点用的灌浆料，其特征在于所述的胶凝材料A和胶凝材料B的主要成分是CaO、SiO₂、Al₂O₃的具有胶凝性质的粉料。

3.根据权利要求2所述的预制构件耗能节点用的灌浆料，其特征在于所述的细集料A是普通河砂、矿渣、赤泥、煤矸石、废旧橡胶粒、钢渣或再生细集料，粒径为0.15mm～1.18mm，细度模数范围是1.6～2.2；细集料B主要成分是CaCO₃颗粒、赤泥、石粉或偏高领土，粒径小于0.15mm。

4.根据权利要求1所述的预制构件耗能节点用的灌浆料，其特征在于所述的塑性调节剂是聚羧酸系减水剂或纤维素醚。

5.根据权利要求1所述的预制构件耗能节点用的灌浆料，其特征在于所述的水为自来水或pH值6～9的地表水或地下水。

6.根据权利要求1所述的预制构件耗能节点用的灌浆料，其特征在于所述的合成纤维为高强高模聚乙烯醇纤维或聚乙烯纤维，抗拉强度≥1250MPa，弹性模量25MPa～45MPa。

7.一种如权利要求1-6任一所述的预制构件耗能节点用的灌浆料的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

先将胶凝材料、细集料等所有粉料称量，混合低速搅拌1min～3min；将减水剂和水加入，低速搅拌2min～3min，得到均匀流动的浆体；得到均匀流动的浆体后，在低速搅拌状态下，缓慢加入合成纤维，此过程在1min～2min内完成；合成纤维加入后快速搅拌4min～8min，搅拌结束；整个搅拌过程约为10min～20min。

试件的成型，在相应的模具中浇筑，表面抹平，成型完毕后用塑料膜覆盖试模表面，12h～48h后待水泥基体硬化后即可脱模，放入标准养护室20℃标准养护28d或60℃-85℃蒸汽养护2d～3d。