摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度復(fù)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(qiáng)度復(fù)合砂漿及其制備方法，屬于建筑材料領(lǐng)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(xì)砂混合物，其中玻璃珠所占質(zhì)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(xì)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(chǎn)物。本發(fā)明具有成本低、材料環(huán)保易得、分布廣泛、耗能少的優(yōu)點(diǎn)。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(qiáng)度復(fù)合砂漿及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]砂衆(zhòng)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。
[0003]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(yuǎn)離地震作用的卓越周期，從而減小地震作用對(duì)上部結(jié)構(gòu)的影響，減輕震災(zāi)，保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全?；A(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(jià)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(shí)際地震中，村鎮(zhèn)建筑的受損情況往往是最為嚴(yán)重的。
[0004]因此，研發(fā)一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、造價(jià)低廉、施工簡便的隔震形式對(duì)于抗震減災(zāi)具有十分重要的實(shí)踐意義和社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]本發(fā)明的目的在于尋求一種強(qiáng)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(shí)，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(shí)，摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)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(dòng)，在滾`動(dòng)過程中依靠滾動(dòng)摩擦耗散地震能量，達(dá)到保護(hù)上部結(jié)構(gòu)的目的，以避免對(duì)上部結(jié)構(gòu)造成更大的震害；同時(shí)在滾動(dòng)過程中，隔震層砂漿包含的植物纖維能夠一方面能相對(duì)地限制玻璃珠的滾動(dòng)，亦即使增加滾動(dòng)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(dòng)的同時(shí)，能減小整體結(jié)構(gòu)的震動(dòng)幅度，減小結(jié)構(gòu)的水平位移，達(dá)到良好的抗震減災(zāi)目的。
[0006]為實(shí)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(qiáng)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%。
[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(huán)保、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]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(diǎn)。細(xì)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(qiáng)度等級(jí)為42.5R。
[0010]所述石灰膏為生石灰(CaO)熟化后膏狀產(chǎn)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(duì)砂漿強(qiáng)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。
[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(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(dòng)狀態(tài)下的阻滯作用。
[0012]上述摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度復(fù)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(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；
[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?dāng)嚢杈鶆?，得摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)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(qiáng)度復(fù)合砂漿。
[0015]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(shí)降低砂漿的分層度和提高其保水性。
[0016]與現(xiàn)有商品砂漿相比，本發(fā)明具有如下益果:
[0017]1、以玻璃珠為主要攙和骨料，實(shí)現(xiàn)了對(duì)廢舊玻璃的回收再利用，實(shí)現(xiàn)了資源的重復(fù)可持續(xù)利用，是對(duì)現(xiàn)有資源的一種節(jié)約保護(hù)。
[0018]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(jì)代價(jià)小的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于村鎮(zhèn)建筑`中推廣。
[0019]實(shí)驗(yàn)表明，使用摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度砂漿作為基礎(chǔ)隔震層的房屋，地震作用下上部結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)比普通房屋的加速度反應(yīng)降低35%-58%，并且隔震房屋的頻率衰減遠(yuǎn)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(jié)構(gòu)抗震能力越弱，結(jié)構(gòu)損傷越嚴(yán)重。由此可見，以本發(fā)明作為一種隔震元件隔震效果顯著
[0020]3、原料分布廣泛、環(huán)保易得，產(chǎn)品成本低廉，便于市場(chǎng)推廣。
[0021]4、該方法工藝簡單、易于施工。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合一些實(shí)例具體闡釋本發(fā)明的內(nèi)容。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]一種摻玻璃珠骨料和麻纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿及制備方法，它包括如下步驟:
[0025]I)按各原料質(zhì)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(zhì)量比例為70%，得各原料百分?jǐn)?shù)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(xì)砂、玻璃珠、麻纖維、石灰膏、水；
[0026]所述細(xì)砂采用天然河沙，材料分布廣泛，方便選用；細(xì)砂最大粒徑通過2.5mm篩孔；細(xì)砂技術(shù)特性應(yīng)符合相應(yīng)技術(shù)規(guī)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(chǎn)物，有效成分為Ca(OH)2，應(yīng)熟化后應(yīng)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(qiáng)度優(yōu)良。適宜情況下，所述麻纖維應(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(dòng)狀態(tài)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?dāng)嚢杈鶆虻玫綋讲Ａе楣橇虾吐槔w維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿。
[0030]實(shí)施例2:
[0031]一種摻玻璃珠骨料和麻纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿及制備方法，它包括如下步驟:
[0032]I)按各原料質(zhì)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(zhì)量比例為85%，得各原料百分?jǐn)?shù)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(xì)砂、玻璃珠、麻纖維、石灰膏、水；
[0033]所述細(xì)砂采用天然河沙，材料分布廣泛，方便選用；細(xì)砂最大粒徑通過2.5mm篩孔；細(xì)砂技術(shù)特性應(yīng)符合相應(yīng)技術(shù)規(guī)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(chǎn)物，有效成分為Ca(OH)2，應(yīng)熟化后應(yīng)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(qiáng)度優(yōu)良。適宜情況下，所述麻纖維應(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(dòng)狀態(tài)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?jǐn)噭蚝笤偌铀當(dāng)嚢璧脫讲Ａе楣橇虾吐槔w維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿。
[0037]實(shí)施例3:
[0038]一種摻玻璃珠骨料和麻纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿及制備方法，它包括如下步驟:
[0039]I)按各原料質(zhì)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(zhì)量比例為80%，得各原料百分?jǐn)?shù)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(xì)砂、玻璃珠、麻纖維、石灰膏、水；
[0040]所述細(xì)砂采用天然河沙，材料分布廣泛，方便選用；細(xì)砂最大粒徑通過2.5mm篩孔；細(xì)砂技術(shù)特性應(yīng)符合相應(yīng)技術(shù)規(guī)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(chǎn)物，有效成分為Ca(OH)2，應(yīng)熟化后應(yīng)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(qiáng)度優(yōu)良。適宜情況下，所述麻纖維應(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(dòng)狀態(tài)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?jǐn)噭蚝笤偌铀當(dāng)嚢璧脫讲Ａе楣橇虾吐槔w維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿。
[0044]實(shí)施例4:
[0045]一種摻玻璃珠骨料和竹纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿及制備方法，它包括如下步驟:
[0046]I)按各原料質(zhì)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(zhì)量比例為78%，得各原料百分?jǐn)?shù)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(xì)砂、玻璃珠、竹纖維、石灰膏、水；
[0047]所述細(xì)砂采用天然河沙，材料分布廣泛，方便選用；細(xì)砂最大粒徑通過2.5mm篩孔；細(xì)砂技術(shù)特性應(yīng)符合相應(yīng)技術(shù)規(guī)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(chǎn)物，有效成分為Ca(OH)2,應(yīng)熟化后應(yīng)陳伏兩星期后使用。
[0049]所述竹纖維要求柔韌性好、抗拉強(qiáng)度優(yōu)良。適宜情況下，所述竹纖維應(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(dòng)狀態(tài)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?jǐn)噭蚝笤偌铀當(dāng)嚢璧脫讲Ａе楣橇虾椭窭w維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿。
[0051]實(shí)施例5:
[0052]一種摻玻璃珠骨料和棉桿纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿及制備方法，它包括如下步驟:
[0053]I)按各原料質(zhì)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(zhì)量比例為85%，得各原料百分?jǐn)?shù)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(xì)砂、玻璃珠、棉桿纖維、石灰骨、水；
[0054]所述細(xì)砂采用天然河沙，材料分布廣泛，方便選用；細(xì)砂最大粒徑通過2.5mm篩孔；細(xì)砂技術(shù)特性應(yīng)符合相應(yīng)技術(shù)規(guī)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(chǎn)物，有效成分為Ca(OH)2，應(yīng)熟化后應(yīng)陳伏兩星期后使用。`
[0056]所述棉桿纖維要求柔韌性好、抗拉強(qiáng)度優(yōu)良。適宜情況下，所述棉桿纖維應(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(dòng)狀態(tài)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?dāng)嚢杈鶆虻玫綋讲Ａе楣橇虾兔迼U纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿。
[0058]實(shí)驗(yàn)表明，使用摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度砂漿作為基礎(chǔ)隔震層的房屋，地震作用下上部結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)比普通房屋的加速度反應(yīng)降低35%-58%，并且隔震房屋的頻率衰減遠(yuǎn)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(jié)構(gòu)抗震能力越弱，結(jié)構(gòu)損傷越嚴(yán)重。以上是本發(fā)明的一些典型實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施不限于此。本發(fā)明所列舉的各原料均能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，以及各原料的上下限取值、區(qū)間值都能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，在此不一一列舉實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)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，其質(zhì)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(xì)砂，其中玻璃珠所占質(zhì)量比例為70%~85%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度復(fù)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(jù)權(quán)利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿，其特征在于:所述細(xì)砂為天然河沙，細(xì)砂最大粒徑通過2.5mm篩孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿，其特征在于:所述水泥為普通硅酸鹽水泥，強(qiáng)度等級(jí)為42.5R。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿，其特征在于:所述石灰膏為生石灰(CaO)熟化后膏狀產(chǎn)物，有效成分為Ca(0H)2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度復(fù)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(yīng)破碎為長度25mm~40mm小單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度復(fù)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(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?dāng)嚢杈鶆?，得摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)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)嚢杈鶆蚝?，再加水?dāng)嚢?，得摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂漿。
8.權(quán)利要求1所述的摻玻璃珠骨料和植物纖維的低強(qiáng)度復(fù)合砂衆(zhòng)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。
【文檔編號(hào)】C04B28/10GK103803923SQ201310728708
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】曹萬林, 張玉山, 葉煒 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)