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GRC材料接缝开裂原因分析及解决方案
编辑:广东速安节商务服务有限公司   时间:2019-05-14

1.分析裂解原因

GRC建筑物的接缝开裂已被列为建筑物十大质量问题之一。这是一种非常普遍的现象。这一问题已成为建筑工程质量的重大隐患,已成为GRC材料发展的严重障碍。经过大量的实际现场调查和实验分析,我们发现破解的原因如下:

由自然环境和热膨胀和收缩引起的湿度和温度变化引起的湿度和收缩。 GRC建筑细节本身的收缩率太大。在国内GRC工业中,存在着追赶时间,水泥水化不充分的问题,GRC的微观结构仍然不稳定,通常其含水量也很高,并且在安装后逐渐干燥和收缩。关节接头的设计和构造是不合理的。目前,国内GRC建筑细节的联合结构大多采用扁平接头的形式。这种设计容易产生应力积累并最终损坏。平缝接缝结构对接缝材料要求高弹性,国内GRC装置中使用的聚合物水泥砂浆只注重接头强度而忽略了弹性变形能力。简而言之,GRC建筑细节的收缩和扩展是不可避免的,但它们是可控的。我认为GRC接头开裂的主要原因是不合理的使用,这是由不完善的应用技术引起的。设计师缺乏经验,GRC制造商的质量很低,而且设计数据并不完美。

2.破解机制

扁平接缝是接缝材料的主要挑战。早在1920年,格里菲斯指出裂缝是由于材料中弹性储能的下降。建立了格里菲斯材料断裂的条件。从1948年的欧文到1955年的欧文,格里菲斯的材料破裂状况得到了纠正。开发了断裂力学,明确定义了“断裂韧性”的概念。所谓的“韧性”是指使材料达到被破坏的单位体积所需的工作,即破坏单位体积所需的能量。这意味着材料不仅必须具有足够的强度,而且还具有良好的可变形性。根据这个理论。解决GRC建筑节点接缝开裂问题的关键是接缝材料应具有以下两个特性:接缝材料的主要功能是力的传递,即当GRC产生应力时,接缝材料应分布应力传递,以避免应力集中,也就是说接头材料应具有一定的耐压性,抗弯性和粘接强度。大多数工程师和技术人员已经注意到这一点。 “变形跟踪”经常被人们所忽视。错误地认为,只要接合材料具有高强度并且结合力大,它就不会破裂。事实证明,这种技术路线是错误的,因为裂缝是由各种原因引起的。 GRC建筑细节在变形时受到过度约束。因此,解决接头开裂的关键是如何释放应力,提高“材料变形能力”。 3. GRC材料特性

典型的GRC机械性能喷涂方法预混纤维含量(质量比%)5%3%弯曲强度断裂模量MOR MPa比例极限LOP MPa 20-30 7-11 10-14 5-8抗拉强度拉伸可伸长极限UTS MPa弹性极限防喷器MPa 8-11 5-7 4-7 4-6剪切强度层间剪切MPa面内剪切MPa 3-5 8-11 4-7抗压强度MPa 50-80 40 -60冲击强度kj / m2 10-25 10 -15弹性模量GPa 10-20 10-20破坏性变形%0.6-1.2 0.1-0.2干密度Tone / m3 1.9-2.1 1.8-2.0 4.固化裂纹的解决方案根据裂解原因和机理的分析,使用FRONTIER GRC系统思考方法,我们认为应从三个主要方面考虑问题:

减少GRC产品的收缩

柔性接头结构节点设计

弹性接头材料 - 释放GRC变形时产生的应力


1)降低GRC产品的收缩率

先进的工艺技术和匹配的GRC材料混合设计。像所有混凝土一样,GRC在干燥过程中会收缩,在潮湿时会膨胀。水分引起的变形取决于诸如水灰比,砂与水泥比,聚合物含量,固化体系,密度和材料年龄等因素。在GRC形成后的初始干燥阶段发生不可恢复的干燥收缩,主要取决于砂与砂比和水灰比;随后的湿润和干燥变化导致可恢复的尺寸变化,这些变化主要受砂与砂的比例影响,体积变化率随着年龄的增长而降低。具有标准颗粒分级的砂减少了收缩量,但与混凝土产品相比,由于GRC水泥含量较高,GRC收缩率仍然很大。 GRC基材中较大比例的砂可能导致强度和其他机械性能下降。

(2)柔性接头结构节点设计

由于GRC材料的膨胀和收缩特性,扁平接头结构节点设计实际上可以被视为小的膨胀节。它必须灵活,可转移,密封和防水,并且易于构造。国际GRC协会的设计手册中明确规定GRC不应过度固定在结构上。这是一个非常重要的设计原则。受约束的收缩会产生应力并导致开裂,特别是在形状,截面厚度,埋入材料或外部受约束的部件的情况下。足够的纤维含量和纤维的随机取向控制GRC的收缩裂缝。虽然向水泥基材中添加纤维不会显着降低其干收缩率,但它确实显着提高了弯曲和拉伸强度,并降低了GRC中收缩裂纹扩展的风险。

(3)弹性接头材料

成功的GRC平缝结构需要具有大的极限拉伸的材料,在满足变形的同时牢固地连接GRC建筑细节,因此不会产生结合力,即非常好。变形跟踪特性保证了整体功能和外观GRC装饰产品。


通过大量的实验研究,我们认为使用高弹性聚合物改性水泥砂浆和玻璃纤维增强胶带复合材料是最可靠的方法,玻璃纤维增强胶带具有很高的抗拉强度,一般在10000kg / cm2以上。是水泥胶凝材料的几百倍。致密的孔隙网络(2.5×2.5mm)可以均匀分布应力并保持GRC建筑细节的完整性。在掺入水泥砂浆中后,聚合物可以大大改善水泥砂浆基质的可变形性。由于能够抓住纤维和GRC建筑物各部分之间的粘合力,玻璃纤维带在应力期间承受大部分应力并避免基材过早失效。基于这个想法,我们专注于测试聚合物改性水泥砂浆。水泥胶凝材料硬化体的特点是抗压强度高,抗拉强度低,一般只有抗压强度的十分之一,而极限拉伸强度仅为0.02-0.06%。这是因为水泥石的结晶不是链状结构,各种水合物的晶体形态和尺寸也不同。因此,水泥砂浆的变形潜力非常低,反映出宏观特征是脆性的,并且旨在克服水泥材料本身的改进。这些缺陷非常困难,最有效的方法是用聚合物乳液对它们进行改性。当将长链聚合物材料加入到水泥砂浆中时,在搅拌后将聚合物颗粒分散到水泥质材料的连续相中,并且形成硬化的水泥石结构作为水泥和水合物。脱水后的长链聚合物微粒也逐渐形成粘性胶体,然后干燥形成具有内聚性和连续性的纤维状聚合物膜,并且膜与水泥水合物和砂子牢固结合。一个艰难的整体。这些聚合物丝状膜层跨越水泥砂浆硬化体和微裂缝的缺陷连接。当施加力时,它变成柔性的“铰链”结构,其分散了砂浆的应力集中并增加了可变形性,从而从根本上避免了裂缝的发生。


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