一种强韧耐低温FRP加固基体材料及其制备方法和应用

本发明涉及建筑材料，具体涉及一种强韧耐低温frp加固基体材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、伴随着国家经济的发展，越来越多的交通设施、混凝土结构在国家西北、地区规划、建设，然而寒区环境对混凝土的冻融损伤是导致混凝土结构丧失工作能力的重要因素之一，如何对产生病害的混凝土结构进行加固补强是一个重要的热点研究问题。

3、纤维复合材料(fiber reinforced plastics，简称frp)是一种常用的加固材料，具有质量轻、强度高、耐腐蚀、施工周期短等优越性能，能有效的改善混凝土各种性能损失的问题，工程中一般使用环氧树脂系胶结剂作为frp与混凝土结构之间的基体材料，本申请发明人在研究中发现：环氧树脂系胶结剂受寒冷等环境因素影响会发生硬化现象，力学性能大大降低，易发生脆性破坏，使得frp材料无法发挥其极限承载力。因此，亟需一种强韧耐低温的加固基体材料以适配于frp在寒区的使用。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种强韧耐低温frp加固基体材料，改善frp粘结基体材料(环氧树脂)胶结剂受到低温等复杂环境影响发生脆性破坏致使frp基体材料无法发挥极限承载力这一情况；同时具体介绍了该基体材料的制备方法和应用。

2、为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：

3、本发明的第一个方面，提供一种强韧耐低温frp加固基体材料，包括胶凝组分、减水组分、填充密实组分、调节增稠组分、消泡组分和减缩组分；所述胶凝组分材料为po42.5普通硅酸盐水泥和pe纤维；所述减水组分为聚羧酸减水剂；所述填充密实组分包括石英砂、硅灰、粉煤灰中的任意一种或多种；所述调节增稠组分为纤维素醚及其衍生物增稠剂；所述消泡组分为优选的thix-5682型消泡剂；所述减缩剂为混凝土减缩剂；胶凝组分、减水组分、填充密实组分、调节增稠组分、消泡组分、减缩组分的质量比为391.2:6:1360:5.85:19.5:3.9。

4、进一步地，所述pe纤维类型为1600d，po42.5普通硅酸盐水泥和pe纤维的质量比为390:1.2。

5、进一步地，在所述填充密实组分中，石英砂、硅灰、粉煤灰的质量比为46：5：85。

6、进一步地，石英砂的粒度范围约为0.15mm～0.32mm；粉煤灰为三级粉煤灰、二级粉煤灰或一级粉煤灰。

7、进一步地，纤维素醚及其衍生物增稠剂包括羟丙基甲基纤维素，羟乙基纤维素，甲基羟乙基纤维素，乙基羟乙基纤维素和q甲基羟丙基纤维素。

8、进一步地，42.5级普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰三者质量比为39:5:85。

9、本发明的第二个方面，提供上述任一项所述的基体材料的制备方法，所述制备方法包括：将各组分先充分混合，再与水充分搅拌成浆液，其中，混合物与水的质量比为1:0.2～0.3。

10、进一步地，原料与水的质量比为1:0.24。

11、本发明的第三个方面，提供上述任一项所述基体材料作为寒区隧道、地下建筑工程混凝土裂损frp加固的基体材料的应用。。

12、本申请技术方案相对于现有技术的有益技术效果：

13、本申请的强韧耐低温frp加固基体材料具有抗冻、早强、高强、高效、节能环保等特点，材料凝结后抗冻性良好，避免了胶结剂受寒冷等环境因素影响发生硬化现象，力学性能降低，发生脆性破坏，使得frp材料无法发挥其极限承载力这一情况，从而对裂损劣化的混凝土结构起增强加固作用。

14、本申请的原材料配置及现场工艺实施简单，早强效果好，满足现场作业工序，适用于作为frp加固基体材料，主要应用于寒区隧道结构裂损修复，同时可应用于寒区其他混凝土结构，因此具有较好的实际应用价值。

技术特征：

1.一种强韧耐低温frp加固基体材料，其特征在于，包括胶凝组分、减水组分、填充密实组分、调节增稠组分、消泡组分和减缩组分；所述胶凝组分材料为po42.5普通硅酸盐水泥和pe纤维；所述减水组分为聚羧酸减水剂；所述填充密实组分包括石英砂、硅灰、粉煤灰中的任意一种或多种；所述调节增稠组分为纤维素醚及其衍生物增稠剂；所述消泡组分为优选的thix-5682型消泡剂；所述减缩剂为混凝土减缩剂；胶凝组分、减水组分、填充密实组分、调节增稠组分、消泡组分、减缩组分的质量比为391.2:6:1360:5.85:19.5:3.9。

2.如权利要求1所述的基体材料，其特征在于，所述pe纤维类型为1600d，po42.5普通硅酸盐水泥和pe纤维的质量比为390:1.2。

3.如权利要求1所述的基体材料，其特征在于，在所述填充密实组分中，石英砂、硅灰、粉煤灰的质量比为46：5：85。

4.如权利要求1所述的基体材料，其特征在于，石英砂的粒度范围约为0.15mm～0.32mm；粉煤灰为三级粉煤灰、二级粉煤灰或一级粉煤灰。

5.如权利要求1所述的基体材料，其特征在于，纤维素醚及其衍生物增稠剂包括羟丙基甲基纤维素，羟乙基纤维素，甲基羟乙基纤维素，乙基羟乙基纤维素和q甲基羟丙基纤维素。

6.如权利要求1所述的基体材料，其特征在于，42.5级普通硅酸盐水泥、硅灰、粉煤灰三者质量比为39:5:85。

7.如权利要求1-5任一项所述的基体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将各组分先充分混合，再与水充分搅拌成浆液，其中，混合物与水的质量比为1:0.2～0.3。

8.如权利要求7所述的基体材料的制备方法，其特征在于，原料与水的质量比为1:0.24。

9.权利要求1-7任一项所述基体材料作为寒区隧道、地下建筑工程混凝土裂损frp加固的基体材料的应用。

技术总结本发明提供一种强韧耐低温FRP加固基体材料及其制备方法和应用，包括胶凝组分、减水组分、填充密实组分、调节增稠组分、消泡组分和减缩组分；所述胶凝组分材料为PO42.5普通硅酸盐水泥和PE纤维；所述减水组分为聚羧酸减水剂；所述填充密实组分包括石英砂、硅灰、粉煤灰中的任意一种或多种；所述调节增稠组分为纤维素醚及其衍生物增稠剂；所述消泡组分为优选的THIX‑5682型消泡剂；所述减缩剂为混凝土减缩剂；各组分的质量比为391.2:6:1360:5.85:19.5:3.9。本申请的加固基体材料解决了FRP粘结基体材料胶结剂受低温发生脆性破坏致使FRP无法发挥极限承载力的问题，提高了加固工作效率。技术研发人员：徐飞,郑贺民,张建宇,康景亮,李军伟,陈浩,马通泽,朱苏宁,顾坤,武子翔受保护的技术使用者：石家庄铁道大学技术研发日：技术公布日：2024/6/5