一種用于生土建筑表面的粘結劑及加固方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及結構加固技術領域，特別是涉及一種用于生土建筑表面的粘結劑及加固方法。
【背景技術】
[0002]生土建筑是指主要用未焙燒而僅作簡單加工的原狀土為材料營造主體結構的建筑，是一種最古老而迄今還一直被廣泛使用著的建筑類型，幾乎遍及全球。但是，受到材料力學強度的限制，生土結構房屋，無論是土坯房還是夯土房，都不可避免的有抗震性差的問題。加上目前使用的生土結構房屋大多分布于農(nóng)村、欠發(fā)達地區(qū)，生土建筑的施工建造、日常維護條件不足，更削弱了建筑的抗震能力，在地震中往往破壞嚴重，危及居民生命和財產(chǎn)。
[0003]目前，已有一些較成熟的技術能夠提高生土建筑的結構強度，包括法國的PISE技術、加筋土墻的設計、異形土坯磚的設計等等。但是這些技術主要是針對新建的生土建筑，不適用于現(xiàn)役生土房屋的加固。專門針對現(xiàn)役生土房屋進行加固的方法較少，目前已有的方法包括灌漿加固、鋼筋網(wǎng)表面加固等。然而灌漿加固對設備要求嚴格，造價昂貴，多用于古建筑保護，不適宜在生土民居中推廣使用；鐵絲網(wǎng)表面加固雖能取得一定的加固效果，但其施工工藝復雜，造價高，難以作為經(jīng)濟、簡便、易行的技術進行普及推廣。
[0004]另一類對建筑結構加固的思路是用粘結劑將有機拉結材料粘貼在結構構件表面，以起到有效的加固作用。工程中應用較多的方法諸如用碳纖維膠將碳纖維布粘貼在鋼筋混凝土表面，或者用水泥砂漿將帆布粘貼在砌體結構表面，都能起到良好的抗震加固效果。這類加固方法對不同材料的被加固構件表面有特殊要求，粘接前往往要進行專門的表面處理，而針對于生土結構墻體表面的粘貼加固，還沒有有效的工程措施。目前面臨的主要問題是缺乏經(jīng)濟適用的粘結劑，能將土這種無機材料和拉結材料有效的粘結在一起?，F(xiàn)在常見的粘結劑有以下兩類:(I)水泥類無機材料，水泥硬化后具有良好的加固強度，但是由于難以和生土墻形成有效連接不能直接用于土墻的加固保護；(2)碳纖維膠等有機粘結劑，這一類材料能滲透到土墻中，也能與有機拉結材料結合，發(fā)揮良好的加固效果，但是由于造價太高，難以在經(jīng)濟條件落后地區(qū)推廣。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種用于生土建筑表面的粘結劑，能將加固材料牢固粘貼在生土墻體表面，提高生土結構的抗震性，抑制地震中墻體裂縫的開展同時提高墻體的抗風蝕能力。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案是提供一種用于生土建筑表面的粘結劑，該粘結劑包含如下重量份的組分:玻璃、建筑用砂和固化劑，所述水玻璃:建筑用砂:固化劑為1:2.3_3.0:0.05_0.22。
[0007]優(yōu)選地，所述水玻璃:建筑用砂:固化劑的質量比為1:2.5-2.7:0.12-0.15。
[0008]優(yōu)選地，所述水玻璃的模數(shù)范圍為2.6-3.7，波美度35度-45度。所述水玻璃可以是硅酸鉀水溶液、硅酸鈉水溶液或硅酸鋰水溶液；更優(yōu)選地，所述水玻璃的模數(shù)范圍為3.1_3.5 ο
[0009]優(yōu)選地，所述建筑用砂選用粒徑在0.級配均勻的砂。
[0010]優(yōu)選地，所述固化劑選自氟硅酸鈉、磷酸硅、聚合磷酸鋁、氯化鎂或氯化鋁中的一種或幾種；優(yōu)選地，所述固化劑為氟硅酸鈉。
[0011]本發(fā)明解決的第二個技術問題是提供了使用該粘結劑進行加固的方法。
[0012]該方法為將氟硅酸鈉與建筑用砂混合并充分攪拌均勻，再加入模數(shù)范圍2.6-3.7、波美度為35度-45度的水玻璃攪拌均勻配制出粘結劑砂漿；所述粘結劑砂漿配制好后，砂漿表面在I小時后出現(xiàn)硬結現(xiàn)象，Icm厚的所述粘結劑砂漿層在室溫條件下24小時完全硬結；所述粘結劑砂漿配制好之后，在墻體表面先涂刷一道模數(shù)范圍為3.1-3.7的水玻璃，待其滲入土墻表面后，涂抹2-5_厚的粘結劑砂漿，然后將加固材料貼在砂漿上，最后再將砂漿厚厚地涂抹在加固材料上，以材料上面的粘結劑砂漿層為8-lOmm為最佳。待砂漿硬結后，與加固材料一起在墻體表面形成10_15mm厚加固層，不但提高了墻體抵抗開裂的強度，而且提高了墻面的抗風雨侵蝕能力。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:
[0014]1.配制原料均為工程常見材料，造價低廉，配制簡單，施工簡便。
[0015]2.為純無機加固材料，與土體相容性好，使用壽命長。
[0016]3.能提高粘貼處墻體抗風蝕和雨蝕能力。
[0017]4.硬化工程無需特殊養(yǎng)護，硬結時間短，節(jié)省勞動力。
[0018]5.與拉結材料結合，能抑制墻體在地震作用中開裂，從而提高生土房屋的抗震性倉泛。
【具體實施方式】
[0019]下面結合實施例對本發(fā)明進一步加以說明。
[0020]為了定量表述本發(fā)明的加固效果，實施例以實驗室數(shù)據(jù)說明。試驗用土坯為云南省昆明市呈貢區(qū)現(xiàn)役生土房屋拆下的土還，將其打磨成160mmX 160mmX 90mm 土還試塊后備用。試驗用加固材料分別選用厚度為0.1lmm的碳纖維布、市售厚度為1.5mm的薄帆布和0.2mm厚竹皮，均裁成550mmX 10mm的長條備用。
[0021]實施例1
[0022]稱取模數(shù)為3.5、波美度35度的鈉水玻璃100克，建筑用細砂250g，氟硅酸鈉粉末15go將氟娃酸鈉粉末與細砂混合，攪拌Imin至混合均勻。將鈉水玻璃倒入,攪拌至混合均勻。將碳纖維布兩端粘在土還試塊兩個160mmX 160mm面上,粘貼面積為120mmX 100mm。同樣方法粘貼4個試塊，在室溫下放置3天后，用長春試驗機研究所生產(chǎn)的型號為CSS-44100電子萬能試驗機施加拉力，進行粘貼面剪切試驗。試驗結果:測得平均抗剪強度為0.3IMPa,破壞情況均是土坯本身發(fā)生剪切破壞，碳纖維布完好，砂漿與土坯粘貼面完好。
[0023]對比例I
[0024]取4個空白土坯試塊進行單剪試驗，破壞時平均抗剪強度為0.3MPa。
[0025]對比例2
[0026]同實施例1，只是不用碳纖維布，而是用市售普通薄帆布。試驗結果:測得平均抗剪強度0.22MPa，破壞情況為帆布斷裂，達到帆布本身剪切強度，砂漿與土坯粘結面完好。
[0027]對比例3
[0028]同實施例1，只是不用碳纖維布，而是用0.2mm厚竹皮。試驗結果:測得平均抗剪強度0.25MPa，破壞情況為竹皮斷裂，達到竹皮本身剪切強度，砂漿與土坯粘貼面完好。
[0029]以上試驗說明，使用本發(fā)明的粘結劑作為粘貼拉結材料和土坯的粘結劑，其抗剪強度高于土坯，能起到良好的粘貼效果。
[0030]實施例2
[0031]稱取模數(shù)為3.5、波美度35度的鈉水玻璃100克，建筑用細砂250g，氟硅酸鈉粉末15go將氟娃酸鈉粉末與細砂混合，攪拌Imin至混合均勻。將鈉水玻璃倒入,攪拌至混合均勻。將配置好的砂衆(zhòng)倒入模具中，制成直徑50mm,高30mm的圓柱形砂衆(zhòng)試塊。同樣方法，制作6個試塊，室溫下放置3天后，全部放入水中浸泡15天。試驗結果:耐水浸泡15天后，試塊完整如初，沒有出現(xiàn)導致其強度降低的溶解或破裂現(xiàn)象。
[0032]實施例2的對比例
[0033]同實施例2，只是倒入模具后，放到室外烈日下暴曬。暴曬3天后，放入水中浸泡3天，如此反復進行3次。試驗結果:日曬試驗和耐水浸泡后，試塊完整如初，沒有出現(xiàn)導致其強度降低的溶解或破裂現(xiàn)象，固化情況良好。
[0034]以上試驗說明，本發(fā)明粘結劑可經(jīng)受住日曬和雨淋，滿足施工條件和施工后正常使用條件。
【主權項】
1.一種用于生土建筑表面的粘結劑，其特征在于，所述粘結劑包含如下組分:水玻璃，建筑用砂和固化劑，所述水玻璃:建筑用砂:固化劑為1:2.3-3.0:0.05-0.22。
2.根據(jù)權利要求1所述的粘結劑，其特征在于:所述水玻璃:建筑用砂:固化劑的質量比為 1:2.5-2.7:0.12-0.15。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的粘結劑，其特征在于:所述水玻璃的模數(shù)范圍為2.6-3.7、波美度為35度-45度；所述水玻璃選自鈉水玻璃、鉀水玻璃或鋰水玻璃；優(yōu)選地，所述水玻璃的模數(shù)范圍為3.1-3.5。
4.根據(jù)權利要求3所述的粘結劑，其特征在于:所述建筑用砂選用粒徑在0.級配均勻的砂。
5.根據(jù)權利要求4所述的粘結劑，其特征在于:所述固化劑選自氟硅酸鈉、磷酸硅、聚合磷酸鋁、氯化鎂或氯化鋁中的一種或幾種；優(yōu)選地，所述固化劑為氟硅酸鈉。
6.權利要求1-5所述的粘結劑用于生土建筑表面的粘貼加固，其特征在于:將氟硅酸鈉與建筑用砂混合并充分攪拌均勻，再加入水玻璃攪拌均勻配制出粘結劑砂漿；所述粘結劑砂漿配制好后，砂漿表面在I小時左右出現(xiàn)硬結現(xiàn)象，Icm厚的所述粘結劑砂漿層在室溫條件下24小時完全硬結。
7.根據(jù)權利要求6所述的應用，其特征在于:所述粘結劑砂漿配制好之后，在墻體表面先涂刷一道模數(shù)范圍為3.0-3.7的水玻璃，待其滲入土墻表面后，涂抹2-5mm厚的粘結劑砂漿，然后將加固材料貼在砂漿上，最后再將砂漿厚厚地涂抹在加固材料上，以材料上面的粘結劑砂衆(zhòng)層為8-10mm為最佳。待砂衆(zhòng)硬結后，與加固材料一起在墻體表面形成10_15mm厚加固層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于生土建筑表面的粘結劑，該粘結劑包含如下配比的組分：波美度為35度-45度的水玻璃∶建筑用砂∶固化劑為1∶2.3-3.0∶0.05-0.22。本發(fā)明粘結劑能將加固材料牢固粘貼在生土墻體表面，提高生土結構的抗震性，抑制地震中墻體裂縫的開展同時提高墻體的抗風蝕能力。
【IPC分類】C04B28-26, E04G23-02
【公開號】CN104628350
【申請?zhí)枴緾N201310547438
【發(fā)明人】汪明, 王亞安, 金赟赟, 史培軍
【申請人】北京師范大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2013年11月6日