[發(fā)明專利]摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復(fù)合砂漿及其制備方法

有效

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• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103803923A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曹萬林;張玉山;葉煒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B28/10
• 分類號: C04B28/10;C04B14/22
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種用于村鎮(zhèn)建筑上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間砌筑的隔震層砂漿及其制備方法。

背景技術(shù)

砂漿作為一種土木工程材料，在土木建筑中被廣泛應(yīng)用于砌筑、抹灰或裝飾工程中。其主要原料為水泥、砂，水和其它外加劑。

基礎(chǔ)隔震的原理在于在基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間增設(shè)水平剛度很小的支承元件，使得上部結(jié)構(gòu)的自振周期延長，遠離地震作用的卓越周期，從而減小地震作用對上部結(jié)構(gòu)的影響，減輕震災(zāi)，保護人們的生命和財產(chǎn)安全。基礎(chǔ)隔震技術(shù)雖然已高層建筑中得到了應(yīng)用，并出現(xiàn)了多種結(jié)構(gòu)形式，在歷次地震中發(fā)揮了很好地消震減災(zāi)作用。但因其造價不菲，施工工藝復(fù)雜，因而不適合在村鎮(zhèn)低矮建筑中推廣。而實際地震中，村鎮(zhèn)建筑的受損情況往往是最為嚴(yán)重的。

因此，研發(fā)一種經(jīng)濟實用、造價低廉、施工簡便的隔震形式對于抗震減災(zāi)具有十分重要的實踐意義和社會經(jīng)濟價值。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于尋求一種強度適宜，抗剪切性能良好的砂漿作為基礎(chǔ)隔震層，應(yīng)用于村鎮(zhèn)建筑中，以解決村鎮(zhèn)建筑抗震性能薄弱，破壞嚴(yán)重的問題。當(dāng)小震發(fā)生時，結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)隔震層能依靠自身抗剪性能抵御地震作用；當(dāng)中震發(fā)生時，摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復(fù)合砂漿隔震層被剪壞，其隔震功能被激發(fā)，剪壞的隔震層砂漿包含的玻璃珠在地震作用下發(fā)生滾動，在滾動過程中依靠滾動摩擦耗散地震能量，達到保護上部結(jié)構(gòu)的目的，以避免對上部結(jié)構(gòu)造成更大的震害；同時在滾動過程中，隔震層砂漿包含的植物纖維能夠一方面能相對地限制玻璃珠的滾動，亦即使增加滾動的阻力，從而使隔震層能更有效的發(fā)揮隔震層的耗能作用；另一方面，隔震層摻加的植物纖維在限制玻璃珠滾動的同時，能減小整體結(jié)構(gòu)的震動幅度，減小結(jié)構(gòu)的水平位移，達到良好的抗震減災(zāi)目的。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復(fù)合砂漿，其特征在于它由混合骨料、水泥、石灰膏、植物纖維和水以一定比例混合攪拌而成，其重量比為水泥：混合骨料：植物纖維：石灰膏：水=1：（8～12）:（0.12～0.80）：（0.8～1.3）：（1.2～1.5）；混合骨料為玻璃珠和天然細(xì)砂，其中玻璃珠所占質(zhì)量比例為70%～85%。

所述的玻璃珠采用以碎玻璃等為原料加工而成的可再生玻璃珠，玻璃珠直徑為3.5～5mm，具有原材料易得，可回收再利用，環(huán)保、經(jīng)濟的優(yōu)點。

所述的細(xì)砂采用天然河沙，材料具有分布廣泛，方便選用的特點。細(xì)砂最大粒徑通過2.5mm篩孔。

所述水泥為普通硅酸鹽水泥，強度等級為42.5R。

所述石灰膏為生石灰（CaO）熟化后膏狀產(chǎn)物,有效成分為Ca(OH)₂。熟化石灰膏具有增加砂漿和易性和保水性，但不對砂漿強度造成顯著影響。石灰膏也可用火山灰、工業(yè)礦渣粉等替代。

所述植物纖維包括麻纖維（麻刀）、竹纖維、棉桿纖維等柔韌性好、阻滯性好的天然植物纖維。適宜情況下，所述植物纖維應(yīng)破碎為長度25mm～40mm小單元，以更好的發(fā)揮其在所述砂漿滑動狀態(tài)下的阻滯作用。

上述摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復(fù)合砂漿的制備方法，其特征在于它包括如下步驟：

1）按各原料質(zhì)量比例水泥：混合骨料：植物纖維：石灰膏：水=1：（8～12）:（0.12～0.80）：（0.8～1.3）：（1.2～1.5），混合骨料中玻璃珠質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為70%～85%，置備所述砂漿的用料；

2）采用下述方法之一制備砂漿：①將混合骨料、水泥、石灰膏、破碎均勻的植物纖維加水?dāng)嚢杈鶆颍脫讲Ａе楣橇虾椭参锢w維的低強度復(fù)合砂漿；②將混合骨料、水泥、石灰膏、破碎均勻的植物纖維充分?jǐn)噭蚝笤偌铀當(dāng)嚢璧脫讲Ａе楣橇虾椭参锢w維的低強度復(fù)合砂漿。

細(xì)砂和玻璃珠在砂漿中起到的、骨料填充的作用；石灰膏也具有一定的水硬性，具有膠結(jié)作用，代替一定的水泥，節(jié)約水泥用量，同時降低砂漿的分層度和提高其保水性。

與現(xiàn)有商品砂漿相比，本發(fā)明具有如下益果：

1、以玻璃珠為主要攙和骨料，實現(xiàn)了對廢舊玻璃的回收再利用，實現(xiàn)了資源的重復(fù)可持續(xù)利用，是對現(xiàn)有資源的一種節(jié)約保護。

2、以本發(fā)明作為一種建筑的基礎(chǔ)隔震層，具有隔震效果顯著，施工簡單，經(jīng)濟代價小的優(yōu)點，尤其適用于村鎮(zhèn)建筑中推廣。