CN111499259A - 钢纤维树脂混凝土制备方法及强度测试方法和喷层工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了钢纤维树脂混凝土制备方法及强度测试方法和喷层工艺，利用树脂代替水泥制作成混凝土，其内部含有钢纤维。通过改变磁场强度来研究钢纤维在磁场作用下的偏转、位移的条件下，研究树脂钢纤维混凝土强度的变化，同时掺入磁粉，研究磁粉在磁场作用下形成不同的排列顺序和产生的磁吸力对钢纤维树脂混凝土强度的影响。对钢纤维树脂混凝土使用喷层技术对其表面进行加固从而增强其防冻，防冲击和抗裂等性能。

Description

钢纤维树脂混凝土制备方法及强度测试方法和喷层工艺

技术领域

本发明涉及钢纤维树脂混凝土技术领域，主要涉及钢纤维树脂混凝土制备方法及强度测试方法和喷层工艺。

背景技术

在目前的混凝土制作过程中，混凝土用量大，且钢筋的粗度较大，而钢纤维树脂混凝土的制作工艺比普通混凝土更节省成本。与普通混凝土相比其优势在于：在等强度条件下，钢纤维混凝土比普通混凝土的用土量减少30%。且钢纤维混凝土可取代钢筋或减少钢筋的粗度。同时施工周期可缩短25%。通过JTB_混凝土增强剂，树脂水化的产物，附着在钢纤维周围，从而减少了水泥水化硬化过程中形成的微裂缝，提高其结构强度。以及增强了阻裂和增韧的强度性能。

发明内容

本发明的目的是，提供一种钢纤维树脂混凝土制备方法及强度测试方法，利用树脂代替水泥制作成混凝土，其内部含有钢纤维。通过改变磁场强度来研究钢纤维在磁场作用下的偏转、位移的条件下，研究树脂钢纤维混凝土强度的变化，同时混入磁粉，研究磁粉在磁场作用下形成不同的排列顺序和产生的磁吸力对钢纤维树脂混凝土强度的影响。对钢纤维树脂混凝土使用喷层技术对其表面进行加固从而增强其防冻，防冲击和抗裂等性能。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：钢纤维树脂混凝土制备方法，将树脂、砂、碎石、钢纤维、水和减水剂按照一定的比例进行混合，以制备成钢纤维树脂混凝土；所述钢纤维树脂混凝土所采用的粗骨料最大粒径为钢纤维长度的2/3，并不大于20mm；所述钢纤维树脂混凝土所采用的细集料采用中粗砂，平均粒径为0.35mm~0.45mm，砂率采用45%~50%。

所述树脂、砂、碎石、钢纤维、水和减水剂所采用的配合比为，树脂：砂：碎石：钢纤维：水：减水剂=328:718:388:88:148:1~332:722:392:92:152:5。

所述钢纤维的体积掺量为0.5~2%。

所述钢纤维的外形具有多种不同的形态，包括方形、圆形、三角形和波浪形。

在制备过程中，改变树脂的粘度，测试不同的树脂粘度对钢纤维树脂混凝土强度性能的影响。

钢纤维树脂混凝土进行强度性能测试的方法，其特征在于它包括以下步骤：

步骤S1：取钢纤维树脂混凝土试件；

步骤S2：试验时对试件连续，均匀加载，试件强度低于30MPa时，加载速度取0.3MPa~0.5MPa/s；

当试件强度等于或高于30MPa时，取0.5MPa~0.8MPa/s；

当试件临近破坏、变形速度增快时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，记录其最大荷载；

步骤S3：在钢纤维树脂混凝土中添加磁粉，测试磁场对钢纤维的影响，进而对钢纤维混凝土强度产生影响。

所述步骤S1中取件的尺寸为：100mm×100mm×100mm。

所述步骤S3中，选用有限长螺线管作为产生磁场的装置；改变磁场强度大小则由距离所控制，距离越近磁场越大，反之越小；也可用电磁铁，调节电流大小从而调节磁场大小；

掺入磁粉，不同磁场的强度都有与之相对应的磁粉排列顺序和磁吸力，不同的排列顺序和磁吸力对钢纤维树脂混凝土有一定程度的影响。

钢纤维树脂混凝土进行喷层的工艺，其特征在于他包括以下步骤：

步骤K1：取样钢纤维树脂混凝土试件；

步骤K2：将树脂，石砂浆以及钢纤维一同加入搅拌机中自动搅拌，搅拌时间长短以钢纤维均匀分布为合适，取3-5分钟，随后与速凝剂一同混合，将其添加到喷浆机中，最后从喷嘴喷出；

步骤K3：喷枪与受喷面的角度，试验时表明喷枪口与受喷面夹角在80°以上时混凝土回弹量最少，喷射效果较优，喷枪口与受喷面的最佳距离是按喷射钢纤维混凝土的最小回弹率和最高强度来确定的，试验表明喷射距离为0.8m-1.2m；

步骤K4：喷射混凝土时应分段、分部、分块，自下而上，先凹后凸地进行，喷射混凝土时需将喷枪反复缓慢地作螺旋形移动，防止溅落的灰浆粘附于未喷的基面上，而不会影响喷射钢纤维混凝土与混凝土基面间的粘结力，使喷射的钢纤维混凝土均匀、密实而平整，并可使己喷部分支持上部刚喷混凝土下垂的重量，增加一次喷射的厚度；螺旋形移动的转动，并需一圈压半圈地移动；

步骤K5：由于在外加剂的作用下，待其初凝后可回头在次喷射直至达到要求的厚度，当采用分层喷射，喷层之间的间歇时间为10-15分钟，若间歇时间超过2小时，再次喷射前应先喷水湿润钢纤维混凝土表面，以确保和钢纤维混凝土层的良好粘结。

本发明有如下有益效果：

1、改变了原有的钢纤维混凝土的制作工艺，使用树脂这一高粘度材料代替水泥，从而使其作用与水泥等效替代。

2、通过改变钢纤维形状，研究不同形状钢纤维对钢纤维树脂混凝土强度的影响。

3、通过改变树脂粘度，研究不同粘度的树脂对钢纤维树脂混凝土强度的影响。

4、通过改变磁场强度，研究不同磁场大小对钢纤维树脂混凝土强度的影响。

5、掺入磁粉，不同磁场的强度都有与之相对应的磁粉排列顺序和磁吸力，研究不同的排列顺序和磁吸力对钢纤维树脂混凝土强度的影响。

6、在等强度条件下，钢纤维树脂混凝土可比普通混凝土的用土量减少30%，在用料上减少成本。同时钢纤维可减少钢筋的粗度。在降低成本的同时能够减少所用工期。

7、相比于普通的混凝土，防冻，防冲击和抗裂等性能有所提升，并采用喷层技术对表面进行加固。

8、通过JTB_混凝土增强剂附着在钢纤维周围，以此增加阻裂能力和增韧能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为钢纤维树脂混凝土示意图。

图2为有限长螺线管示意图。

图中：钢纤维树脂混凝土1、砂浆树脂碎石混合浆2、钢纤维3、有限长螺线管4。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

参见图1-2，钢纤维树脂混凝土制备方法，将树脂、砂、碎石、钢纤维、水和减水剂按照一定的比例进行混合，以制备成钢纤维树脂混凝土；所述钢纤维树脂混凝土所采用的粗骨料最大粒径为钢纤维长度的2/3，并不大于20mm；所述钢纤维树脂混凝土所采用的细集料采用中粗砂，平均粒径为0.35mm~0.45mm，砂率采用45%~50%。

进一步的，所述树脂、砂、碎石、钢纤维、水和减水剂所采用的配合比为，树脂：砂：碎石：钢纤维：水：减水剂=110：240：130：30：50：1。

进一步的，所述钢纤维的体积掺量为0.5~2%。

进一步的，所述钢纤维的外形具有多种不同的形态，包括方形、圆形、三角形和波浪形。

进一步的，在制备过程中，改变树脂的粘度，测试不同的树脂粘度对钢纤维树脂混凝土强度性能的影响。

本发明所述钢纤维树脂混凝土与普通混凝土相比较，抗拉强度提高40%-80%，抗弯强度提高60%~120%，抗剪强度提高50~100%，抗压强度提高幅度较小，一般在0~25%之间，但抗压韧性却大幅度提高。

进一步的，为提高钢纤维混凝土的强度，可采用JTB_混凝土增强剂。当增强剂渗入混凝土内部，与其化学物质发生反应，形成凝胶，收缩混凝土的气孔和裂缝。从而使其达到致密的完整体，提高其表面硬度和新旧混凝土的回弹强度。

实施例2：

钢纤维树脂混凝土进行强度性能测试的方法，其特征在于它包括以下步骤：

步骤S1：取钢纤维树脂混凝土试件；

步骤S2：试验时对试件连续，均匀加载，试件强度低于30MPa时，加载速度取0.3MPa~0.5MPa/s；

当试件强度等于或高于30MPa时，取0.5MPa~0.8MPa/s；

当试件临近破坏、变形速度增快时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，记录其最大荷载；

步骤S3：在钢纤维树脂混凝土中添加磁粉，测试磁场对钢纤维的影响，进而对钢纤维混凝土强度产生影响。

进一步的，所述步骤S1中取件的尺寸为：100mm×100mm×100mm。

进一步的，所述步骤S3中，选用有限长螺线管作为产生磁场的装置；改变磁场强度大小则由距离所控制，距离越近磁场越大，反之越小；也可用电磁铁，调节电流大小从而调节磁场大小；

进一步的，掺入磁粉，不同磁场的强度都有与之相对应的磁粉排列顺序和磁吸力，不同的排列顺序和磁吸力对钢纤维树脂混凝土有一定程度的影响。

实施例3：

钢纤维树脂混凝土进行喷层的工艺，其特征在于他包括以下步骤：

步骤K1：取样钢纤维树脂混凝土试件；

步骤K2：将树脂，石砂浆以及钢纤维一同加入搅拌机中自动搅拌，搅拌时间长短以钢纤维均匀分布为合适，取3-5分钟，随后与速凝剂一同混合，将其添加到喷浆机中，最后从喷嘴喷出；

步骤K3：喷枪与受喷面的角度，试验时表明喷枪口与受喷面夹角在80°以上时混凝土回弹量最少，喷射效果较优，喷枪口与受喷面的最佳距离是按喷射钢纤维混凝土的最小回弹率和最高强度来确定的，试验表明喷射距离为0.8m-1.2m；

步骤K4：喷射混凝土时应分段、分部、分块，自下而上，先凹后凸地进行，喷射混凝土时需将喷枪反复缓慢地作螺旋形移动，防止溅落的灰浆粘附于未喷的基面上，而不会影响喷射钢纤维混凝土与混凝土基面间的粘结力，使喷射的钢纤维混凝土均匀、密实而平整，并可使己喷部分支持上部刚喷混凝土下垂的重量，增加一次喷射的厚度；螺旋形移动的转动，并需一圈压半圈地移动；

步骤K5：由于在外加剂的作用下，待其初凝后可回头在次喷射直至达到要求的厚度，当采用分层喷射，喷层之间的间歇时间为10-15分钟，若间歇时间超过2小时，再次喷射前应先喷水湿润钢纤维混凝土表面，以确保和钢纤维混凝土层的良好粘结。

进一步的，用于喷层的仪器为PZ-5B型喷浆机，喷层的工作顺序为自下而上，先凹后凸，旋状喷射，环环相连，圈圈相压。将树脂，砂石，钢纤维混合在一起，将它们放入机器自动搅拌，随后与速凝剂一同混合，将其添加到喷浆机中，最后从喷嘴喷出。

Claims (9)

1.钢纤维树脂混凝土制备方法，其特征在于：将树脂、砂、碎石、钢纤维、水和减水剂按照一定的比例进行混合，以制备成钢纤维树脂混凝土；所述钢纤维树脂混凝土所采用的粗骨料最大粒径为钢纤维长度的2/3，并不大于20mm；所述钢纤维树脂混凝土所采用的细集料采用中粗砂，平均粒径为0.35mm~0.45mm，砂率采用45%~50%。

2.根据权利要求1所述钢纤维树脂混凝土制备方法，其特征在于：所述树脂、砂、碎石、钢纤维、水和减水剂所采用的配合比为，树脂：砂：碎石：钢纤维：水：减水剂=328:718:388:88:148:1~332:722:392:92:152:5。

3.根据权利要求1或2所述钢纤维树脂混凝土制备方法，其特征在于：所述钢纤维的体积掺量为0.5~2%。

4.根据权利要求3所述钢纤维树脂混凝土制备方法，其特征在于：所述钢纤维的外形具有多种不同的形态，包括方形、圆形、三角形和波浪形。

5.根据权利要求1所述钢纤维树脂混凝土制备方法，其特征在于：在制备过程中，改变树脂的粘度，测试不同的树脂粘度对钢纤维树脂混凝土强度性能的影响。

6.对权利要求1-5所述的钢纤维树脂混凝土进行强度性能测试的方法，其特征在于它包括以下步骤：

步骤S1：取钢纤维树脂混凝土试件；

步骤S2：试验时对试件连续，均匀加载，试件强度低于30MPa时，加载速度取0.3MPa~0.5MPa/s；

当试件强度等于或高于30MPa时，取0.5MPa~0.8MPa/s；

当试件临近破坏、变形速度增快时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，记录其最大荷载；

步骤S3：在钢纤维树脂混凝土中添加磁粉，测试磁场对钢纤维的影响，进而对钢纤维混凝土强度产生影响。

7.根据权利要求6所述的钢纤维树脂混凝土强度性能测试的方法，其特征在于，所述步骤1中取件的尺寸为：100mm×100mm×100mm。

8.根据权利要求6所述的钢纤维树脂混凝土强度性能测试的方法，其特征在于，所述步骤S3中，选用有限长螺线管作为产生磁场的装置；改变磁场强度大小则由距离所控制，距离越近磁场越大，反之越小；也可用电磁铁，调节电流大小从而调节磁场大小；

混入磁粉，不同磁场的强度都有与之相对应的磁粉排列顺序和磁吸力，不同的排列顺序和磁吸力对钢纤维树脂混凝土有一定程度的影响。

9.对权利要求1-5所述的钢纤维树脂混凝土进行喷层的工艺，其特征在于他包括以下步骤：

步骤K1：取样钢纤维树脂混凝土试件；

步骤K2：将树脂，石砂浆以及钢纤维一同加入搅拌机中自动搅拌，搅拌时间长短以钢纤维均匀分布为合适，取3-5分钟，随后与速凝剂一同混合，将其添加到喷浆机中，最后从喷嘴喷出；

步骤K3：喷枪与受喷面的角度，试验时表明喷枪口与受喷面夹角在80°以上时混凝土回弹量最少，喷射效果较优，喷枪口与受喷面的最佳距离是按喷射钢纤维混凝土的最小回弹率和最高强度来确定的，试验表明喷射距离为0.8m-1.2m；

步骤K4：喷射混凝土时应分段、分部、分块，自下而上，先凹后凸地进行，喷射混凝土时需将喷枪反复缓慢地作螺旋形移动，防止溅落的灰浆粘附于未喷的基面上，而不会影响喷射钢纤维混凝土与混凝土基面间的粘结力，使喷射的钢纤维混凝土均匀、密实而平整，并可使己喷部分支持上部刚喷混凝土下垂的重量，增加一次喷射的厚度；螺旋形移动的转动，并需一圈压半圈地移动；

步骤K5：由于在外加剂的作用下，待其初凝后可回头在次喷射直至达到要求的厚度，当采用分层喷射，喷层之间的间歇时间为10-15分钟，若间歇时间超过2小时，再次喷射前应先喷水湿润钢纤维混凝土表面，以确保和钢纤维混凝土层的良好粘结。

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