摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿及其制備方法
【專利摘要】摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿及其制備方法，屬于建筑材料領域。由水泥：混合骨料：植物纖維：石灰膏：水以重量比為=1：8～12:0.12～0.80：0.8～1.3：1.2～1.5混合組成；混合骨料為玻璃珠和天然細砂混合物，其中玻璃珠所占質量比例為70%～85%；玻璃珠采用以碎玻璃等為原料的可再生玻璃珠，直徑3.5～5mm的玻璃珠，細砂為天然砂子，最大粒徑通過1.5mm篩孔；植物纖維包括麻刀纖維、竹纖維、棉桿纖維等柔韌性好、阻滯性好的天然植物纖維；石灰膏為石灰石熟化后產物。本發明具有成本低、材料環保易得、分布廣泛、耗能少的優點。該方法操作簡單，易于施工。
【專利說明】摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于建筑材料領域，具體涉及一種用于村鎮建筑上部結構與基礎之間砌筑的隔震層砂漿及其制備方法。
【背景技術】
[0002]砂衆作為一種土木工程材料,在土木建筑中被廣泛應用于砌筑、抹灰或裝飾工程中。其主要原料為水泥、砂,水和其它外加劑。
[0003]基礎隔震的原理在于在基礎和上部結構之間增設水平剛度很小的支承元件，使得上部結構的自振周期延長，遠離地震作用的卓越周期，從而減小地震作用對上部結構的影響，減輕震災，保護人們的生命和財產安全。基礎隔震技術雖然已高層建筑中得到了應用，并出現了多種結構形式，在歷次地震中發揮了很好地消震減災作用。但因其造價不菲，施工工藝復雜，因而不適合在村鎮低矮建筑中推廣。而實際地震中，村鎮建筑的受損情況往往是最為嚴重的。
[0004]因此，研發一種經濟實用、造價低廉、施工簡便的隔震形式對于抗震減災具有十分重要的實踐意義和社會經濟價值。
【發明內容】
:
[0005]本發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隔震層，應用于村鎮建筑中，以解決村鎮建筑抗震性能薄弱，破壞嚴重的問題。當小震發生時，結構和基礎隔震層能依靠自身抗剪性能抵御地震作用；當中震發生時，摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿隔震層被剪壞，其隔震功能被激發，剪壞的隔震層砂漿包含的玻璃珠在地震作用下發生滾動，在滾`動過程中依靠滾動摩擦耗散地震能量，達到保護上部結構的目的，以避免對上部結構造成更大的震害；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，能減小整體結構的震動幅度，減小結構的水平位移，達到良好的抗震減災目的。
[0006]為實現上述目的，本發明的技術方案是:摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿，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砂，其中玻璃珠所占質量比例為70%~85%。
[0007]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，環保、經濟的優點。
[0008]所述的細砂采用天然河沙，材料具有分布廣泛，方便選用的特點。細砂最大粒徑通過2.5mm篩孔。
[0009]所述水泥為普通硅酸鹽水泥，強度等級為42.5R。
[0010]所述石灰膏為生石灰(CaO)熟化后膏狀產物，有效成分為Ca(0H)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、工業礦渣粉等替代。
[0011]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，所述植物纖維應破碎為長度25mm~40mm小單元，以更好的發揮其在所述砂漿滑動狀態下的阻滯作用。
[0012]上述摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿的制備方法，其特征在于它包括如下步驟:
[0013]I)按各原料質量比例水泥: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量百分數為70%~85%，置備所述砂漿的用料；
[0014]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攪拌均勻，得摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿；②將混合骨料、水泥、石灰膏、破碎均勻的植物纖維充分攪勻后再加水攪拌得摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿。
[0015]細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，具有膠結作用，代替一定的水泥，節約水泥用量，同時降低砂漿的分層度和提高其保水性。
[0016]與現有商品砂漿相比，本發明具有如下益果:
[0017]1、以玻璃珠為主要攙和骨料，實現了對廢舊玻璃的回收再利用，實現了資源的重復可持續利用，是對現有資源的一種節約保護。
[0018]2、以本發明作為一種建筑的基礎隔震層，具有隔震效果顯著，施工簡單，經濟代價小的優點，尤其適用于村鎮建筑`中推廣。
[0019]實驗表明，使用摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度砂漿作為基礎隔震層的房屋，地震作用下上部結構的加速度反應比普通房屋的加速度反應降低35%-58%，并且隔震房屋的頻率衰減遠比普通房屋地震作用下的頻率衰減慢得多，而頻率衰減越快，結構抗震能力越弱，結構損傷越嚴重。由此可見，以本發明作為一種隔震元件隔震效果顯著
[0020]3、原料分布廣泛、環保易得，產品成本低廉，便于市場推廣。
[0021]4、該方法工藝簡單、易于施工。
【具體實施方式】
[0022]為更好地理解本發明，下面結合一些實例具體闡釋本發明的內容。
[0023]實施例1:
[0024]一種摻玻璃珠骨料和麻纖維的低強度復合砂漿及制備方法，它包括如下步驟:
[0025]I)按各原料質量比例水泥:混合骨料:麻纖維:石灰膏:7jC =1:8:0.12:0.8:1.2，混合骨料中玻璃珠質量比例為70%，得各原料百分數為:水泥9.0%、砂子21.6%、玻璃珠50.3%、麻纖維1.1%、石灰膏7.2%、水10.8%，稱取水泥、細砂、玻璃珠、麻纖維、石灰膏、水；
[0026]所述細砂采用天然河沙，材料分布廣泛，方便選用；細砂最大粒徑通過2.5mm篩孔；細砂技術特性應符合相應技術規程；砂子保持潔凈，按批量取樣檢查，合格后方能使用；
[0027]所述石灰膏為生石灰(CaO)熟化后膏狀產物，有效成分為Ca(OH)2，應熟化后應陳伏兩星期后使用。
[0028]所述麻纖維(麻刀)要求柔韌性好、抗拉強度優良。適宜情況下，所述麻纖維應破碎為長度25mm~40mm小單元，以更好的發揮其在所述砂漿滑動狀態下的阻滯作用。
[0029]2)將混合骨料、水泥、石灰膏、破碎均勻的植物纖維加水攪拌均勻得到摻玻璃珠骨料和麻纖維的低強度復合砂漿。
[0030]實施例2:
[0031]一種摻玻璃珠骨料和麻纖維的低強度復合砂漿及制備方法，它包括如下步驟:
[0032]I)按各原料質量比例水泥:混合骨料:麻纖維:石灰膏:7jC =1:12:0.80:1.3:1.5，混合骨料中玻璃珠質量比例為85%，得各原料百分數為:水泥6.1%、砂子10.9%、玻璃珠61.4%、麻纖維4.8%、石灰膏7.8%、水9.0%，稱取水泥、細砂、玻璃珠、麻纖維、石灰膏、水；
[0033]所述細砂采用天然河沙，材料分布廣泛，方便選用；細砂最大粒徑通過2.5mm篩孔；細砂技術特性應符合相應技術規程；砂子保持潔凈，按批量取樣檢查，合格后方能使用；
[0034]所述石灰膏為生石灰(CaO)熟化后膏狀產物，有效成分為Ca(OH)2，應熟化后應陳伏兩星期后使用。
[0035]所述麻纖維(麻刀)要求柔韌性好、抗拉強度優良。適宜情況下，所述麻纖維應破碎為長度25mm~40mm小單元，以更好的發揮其在所述砂漿滑動狀態下的阻滯作用。
[0036]2)將混合骨料、水泥、石灰膏、破碎均勻的麻纖維充分攪勻后再加水攪拌得摻玻璃珠骨料和麻纖維的低強度復合砂漿。
[0037]實施例3:
[0038]一種摻玻璃珠骨料和麻纖維的低強度復合砂漿及制備方法，它包括如下步驟:
[0039]I)按各原料質量比例水泥:混合骨料:麻纖維:石灰膏:水=1:10:0.30:1.1:1.4，混合骨料中玻璃珠質量比例為80%，得各原料百分數為:水泥7.2%、砂子14.5%、玻璃珠58.0%、麻纖維2.2%、石灰膏8.0%、水10.1%，稱取水泥、細砂、玻璃珠、麻纖維、石灰膏、水；
[0040]所述細砂采用天然河沙，材料分布廣泛，方便選用；細砂最大粒徑通過2.5mm篩孔；細砂技術特性應符合相應技術規程；砂子保持潔凈，按批量取樣檢查，合格后方能使用；
[0041]所述石灰膏為生石灰(CaO)熟化后膏狀產物，有效成分為Ca(OH)2，應熟化后應陳伏兩星期后使用。
[0042]所述麻纖維(麻刀)要求柔韌性好、抗拉強度優良。適宜情況下，所述麻纖維應破碎為長度25mm~40mm小單元，以更好的發揮其在所述砂漿滑動狀態下的阻滯作用。
[0043]2)將混合骨料、水泥、石灰膏、破碎均勻的麻纖維充分攪勻后再加水攪拌得摻玻璃珠骨料和麻纖維的低強度復合砂漿。
[0044]實施例4:
[0045]一種摻玻璃珠骨料和竹纖維的低強度復合砂漿及制備方法，它包括如下步驟:
[0046]I)按各原料質量比例水泥:混合骨料:竹纖維:`石灰膏:水=1:9:0.14:0.9:1.3，混合骨料中玻璃珠質量比例為78%，得各原料百分數為:水泥8.1%、砂子16.0%、玻璃珠56.9%、竹纖維1.1%、石灰膏7.3%、水10.6%，稱取水泥、細砂、玻璃珠、竹纖維、石灰膏、水；
[0047]所述細砂采用天然河沙，材料分布廣泛，方便選用；細砂最大粒徑通過2.5mm篩孔；細砂技術特性應符合相應技術規程；砂子保持潔凈，按批量取樣檢查，合格后方能使用；
[0048]所述石灰膏為生石灰(CaO)熟化后膏狀產物，有效成分為Ca(OH)2,應熟化后應陳伏兩星期后使用。
[0049]所述竹纖維要求柔韌性好、抗拉強度優良。適宜情況下，所述竹纖維應破碎為長度25mm~40mm小單元，以更好的發揮其在所述砂漿滑動狀態下的阻滯作用。
[0050]2)將混合骨料、水泥、石灰膏、破碎均勻竹纖維充分攪勻后再加水攪拌得摻玻璃珠骨料和竹纖維的低強度復合砂漿。
[0051]實施例5:
[0052]一種摻玻璃珠骨料和棉桿纖維的低強度復合砂漿及制備方法，它包括如下步驟:
[0053]I)按各原料質量比例水泥:混合骨料:棉桿纖維:石灰膏:7jC =1:12:0.80:1.3:
1.5，混合骨料中玻璃珠質量比例為85%，得各原料百分數為:水泥6.1%、砂子10.9%、玻璃珠61.4%、棉桿纖維4.8%、石灰骨7.8%、水9.0%,稱取水泥、細砂、玻璃珠、棉桿纖維、石灰骨、水；
[0054]所述細砂采用天然河沙，材料分布廣泛，方便選用；細砂最大粒徑通過2.5mm篩孔；細砂技術特性應符合相應技術規程；砂子保持潔凈，按批量取樣檢查，合格后方能使用；
[0055]所述石灰膏為生石灰(CaO)熟化后膏狀產物，有效成分為Ca(OH)2，應熟化后應陳伏兩星期后使用。`
[0056]所述棉桿纖維要求柔韌性好、抗拉強度優良。適宜情況下，所述棉桿纖維應破碎為長度25mm~40mm小單元，以更好的發揮其在所述砂漿滑動狀態下的阻滯作用。
[0057]2)將混合骨料、水泥、石灰膏、破碎均勻的棉桿纖維加水攪拌均勻得到摻玻璃珠骨料和棉桿纖維的低強度復合砂漿。
[0058]實驗表明，使用摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度砂漿作為基礎隔震層的房屋，地震作用下上部結構的加速度反應比普通房屋的加速度反應降低35%-58%，并且隔震房屋的頻率衰減遠比普通房屋地震作用下的頻率衰減慢得多，而頻率衰減越快，結構抗震能力越弱，結構損傷越嚴重。以上是本發明的一些典型實施例，本發明的實施不限于此。本發明所列舉的各原料均能實現本發明，以及各原料的上下限取值、區間值都能實現本發明，在此不一一列舉實施例。
【權利要求】
1.摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿，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，其質量比例為水泥: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砂，其中玻璃珠所占質量比例為70%~85%。
2.根據權利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿，其特征在于:所述玻璃珠采用以廢舊玻璃等為原料加工而成的可再生玻璃珠，玻璃珠直徑為3.5~5_。
3.根據權利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿，其特征在于:所述細砂為天然河沙，細砂最大粒徑通過2.5mm篩孔。
4.根據權利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿，其特征在于:所述水泥為普通硅酸鹽水泥，強度等級為42.5R。
5.根據權利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿，其特征在于:所述石灰膏為生石灰(CaO)熟化后膏狀產物，有效成分為Ca(0H)2。
6.根據權利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿，其特征在于:所述植物纖維包括麻纖維或麻刀、竹纖維、棉桿纖維，所述植物纖維應破碎為長度25mm~40mm小單元。
7.根據權利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)按各原料質量比例水泥: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量百分數為70%~85%，置備所述需用材料； 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攪拌均勻，得摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿；②將混合骨料、水泥、石灰膏、破碎均勻的植物纖維充分攪拌均勻后，再加水攪拌，得摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂漿。
8.權利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強度復合砂衆用于村鎮建筑上部結構與基礎之間砌筑的隔震層砂漿。
【文檔編號】C04B28/10GK103803923SQ201310728708
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月25日 優先權日:2013年12月25日
【發明者】曹萬林, 張玉山, 葉煒 申請人:北京工業大學