CN102531486B - 一种水葫芦纤维轻质混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型的纤维轻质混凝土材料，即在轻质混凝土基体中掺入水葫芦纤维，所述的水葫芦纤维由水葫芦植物加工而成，在每立方米混凝土中的含量为1.0～9.0公斤。由此形成的水葫芦纤维轻质混凝土比普通轻质混凝土的劈裂抗拉强度、早期抗压强度及保温性能有所提高，与其它纤维混凝土相比成本大为降低，符合国家节能环保利废的要求，具有重大的经济效益和社会效益。本发明的纤维轻质混凝土材料可普遍应用于建筑结构、水泥制品中。

Description

一种水葫芦纤维轻质混凝土
技术领域
本发明属土木工程材料技术领域，具体涉及一种新型水葫芦纤维轻质混凝土材料。
背景技术
水葫芦原产于南美，1901年作为花卉引入中国，30年代作为畜禽饲料引入中国内地各省。但是由于其繁殖迅速，在华北、华东、华中、华南和西南等地迅速蔓延，成为我国淡水水体中主要的外来入侵物种之一。大面积的水葫芦会阻碍航道，影响航运和排泄，限制水体流动，破坏河流生态环境，从而带来严重的生态、经济和社会危害。目前，我国每年因水葫芦造成的经济损失接近500亿元，全球则高达数千亿美元。
轻质混凝土具有良好的保温、隔热、轻质和抗冲击性能，可用于许多建筑结构方面，如建筑保温、路面回填、海洋漂浮结构等领域。但是轻质混凝土有两大弱点，其一，轻骨料表观密度小，在混凝土搅拌过程中易产生离析，其二，轻质混凝土抗拉强度较低，容易引起裂缝破坏。这两大弱点严重制约了轻质混凝土技术的应用和推广。
在混凝土材料中引入纤维制成纤维混凝土材料是改善混凝土拌合物和易性，抑制混凝土裂缝，提高混凝土抗拉强度等性能的有效措施之一。目前工程上常用的纤维为聚丙烯纤维，但是聚丙烯纤维具有憎水性，与混凝土基体粘结较弱，容易结团，分散不均匀，且价格较贵，大大增加了工程成本。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种兼有轻质混凝土和纤维混凝土优点的水葫芦短纤维轻质混凝土材料，其成本低廉，可变废为宝，保护了生态环境。
本发明采用的技术方案如下：
一种水葫芦纤维轻质混凝土材料，包括轻质混凝土和水葫芦纤维，其特征在于，其中水葫芦纤维为1.0～9.0kg/m3。所述的轻质混凝土的配方为：水泥350～500kg/m3，砂150～800kg/m3，石50～900kg/m3，发泡聚苯乙烯颗粒6-20kg/m3或者为陶粒400-800 kg/m3。
所述的发泡聚苯乙烯颗粒的最大粒径为6mm；陶粒的最大粒径为10mm。
所述的水葫芦纤维是指由水葫芦植物加工而成的水葫芦短纤维，长度为3-20mm，长径比为10～200。
所述的轻质混凝土的水灰比为0.45～0.70。
所述的水泥是指强度等级为42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
所述的砂是指细度模数为2.3～3.0的河砂。
所述的石是指最大粒径为10mm的碎石。
本发明涉及的水葫芦纤维轻质混凝土的制备方法，按以下步骤进行：
步骤一，将打捞出的水葫芦晾干，脱水，使其处于干燥状态。
步骤二，将水葫芦破碎成短纤维，所述的水葫芦纤维是指由水葫芦植物加工而成的水葫芦短纤维，长度为3-20mm，长径比为10～200。
步骤三，按上述比例称取水泥、砂、石、发泡聚苯乙烯颗粒或陶粒、水葫芦纤维、水，搅拌均匀；搅拌过程可分三个阶段进行，第一阶段取水泥、砂、石和水进行搅拌，得到普通混凝土；第二阶段加入发泡聚苯乙烯颗粒或者陶粒后，再搅拌均匀，得到轻质混凝土；第三阶段加入水葫芦纤维后再搅拌均匀，得到水葫芦纤维轻质混凝土。
本发明制备的水葫芦纤维轻质混凝土，与普通轻质混凝土相比具有以下优良性能：混凝土拌合物和易性改善，劈裂抗拉强度及早期抗压强度提高，导热系数降低，保温性能提高。所用水葫芦纤维由水葫芦制备而成，将水葫芦当作一种资源而非威胁，变废为宝，节约了成本，提高了经济效益和社会效益。
具体实施方式
实施例1
一种水葫芦纤维轻质混凝土的各组分配比为：水泥450 kg/m3，水灰比0.45，砂690 kg/m3，石490 kg/m3，发泡聚苯乙烯10 kg/m3，水葫芦纤维1.0 kg/m3。发泡聚苯乙烯的最大粒径为6mm的发泡聚苯乙烯。
步骤一，将打捞出的水葫芦晾干，脱水，使其处于干燥状态。
步骤二，将水葫芦破碎成短纤维，所述的水葫芦纤维是指由水葫芦植物加工而成的水葫芦短纤维，长度为3-20mm，长径比为10～200。
步骤三，按上述比例称取水泥、砂、石、发泡聚苯乙烯、水葫芦纤维、水，搅拌均匀；搅拌过程可分三个阶段进行，第一阶段取水泥、砂、石和水进行搅拌，得到普通混凝土；第二阶段加入发泡聚苯乙烯颗粒后，再搅拌均匀，得到轻质混凝土；第三阶段加入水葫芦纤维后再搅拌均匀，得到水葫芦纤维轻质混凝土。
根据《轻骨料混凝土技术规程》JGJ51-2002、《普通混凝土力学性能试验方法》GB50081-2002、《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB10294-88，本实施例制备的水葫芦纤维轻质混凝土3天抗压强度与未掺纤维的轻质混凝土强度相比提高了34%；水葫芦纤维轻质混凝土7天劈裂抗拉强度与未掺纤维的轻质混凝土强度相比提高了8%；水葫芦纤维轻质混凝土28天劈裂抗拉强度与未掺纤维的轻质混凝土强度相比提高了5%；水葫芦纤维轻质混凝土28天拉压比与未掺纤维的轻质混凝土强度相比提高了4%；水葫芦纤维轻质混凝土导热系数，与未掺纤维的轻质混凝土导热系数相比提高了4%。
实施例2
一种水葫芦纤维轻质混凝土的各组分配比为：水泥350 kg/m3，水灰比0.70，砂150 kg/m3，石50 kg/m3，陶粒670 kg/m3，水葫芦纤维1.0 kg/m3。陶粒的最大粒径为10mm。
步骤一，将打捞出的水葫芦晾干，脱水，使其处于干燥状态。
步骤二，将水葫芦破碎成短纤维，所述的水葫芦纤维是指由水葫芦植物加工而成的水葫芦短纤维，长度为3-20mm，长径比为10～200。
步骤三，按上述比例称取水泥、砂、石、陶粒、水葫芦纤维、水，搅拌均匀；搅拌过程可分三个阶段进行，第一阶段取水泥、砂和水进行搅拌，得到普通混凝土；第二阶段加入陶粒后，再搅拌均匀，得到轻质混凝土；第三阶段加入水葫芦纤维后再搅拌均匀，得到水葫芦纤维轻质混凝土。
根据《轻骨料混凝土技术规程》JGJ51-2002、《普通混凝土力学性能试验方法》GB50081-2002、《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB10294-88，本实施例制备的水葫芦纤维轻质混凝土7天抗压强度与未掺纤维的轻质混凝土强度相比提高了3%；水葫芦纤维轻质混凝土7天劈裂抗拉强度与未掺纤维的轻质混凝土强度相比提高了3%；水葫芦纤维轻质混凝土28天劈裂抗拉强度与未掺纤维的轻质混凝土强度相比提高了7%；水葫芦纤维轻质混凝土28天拉压比与未掺纤维的轻质混凝土强度相比提高了10%；水葫芦纤维轻质混凝土导热系数，与未掺纤维的轻质混凝土导热系数相比提高了5%。
实施例3
一种水葫芦纤维轻质混凝土的各组分配比为：水泥400 kg/m3，水灰比0.45，砂620 kg/m3，石800 kg/m3，发泡聚苯乙烯颗粒7 kg/m3，水葫芦纤维4.0 kg/m3。发泡聚苯乙烯的最大粒径为6mm。
步骤一，将打捞出的水葫芦晾干，脱水，使其处于干燥状态。
步骤二，将水葫芦破碎成短纤维，所述的水葫芦纤维是指由水葫芦植物加工而成的水葫芦短纤维，长度为3-20mm，长径比为10～200。
步骤三，按上述比例称取水泥、砂、石、发泡聚苯乙烯颗粒、水葫芦纤维、水，搅拌均匀；搅拌过程可分三个阶段进行，第一阶段取水泥、砂、石和水进行搅拌，得到普通混凝土；第二阶段加入发泡聚苯乙烯颗粒后，再搅拌均匀，得到轻质混凝土；第三阶段加入水葫芦纤维后再搅拌均匀，得到水葫芦纤维轻质混凝土。
根据《轻骨料混凝土技术规程》JGJ51-2002、《普通混凝土力学性能试验方法》GB50081-2002、《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB10294-88，本实施例制备的水葫芦纤维轻质混凝土28天抗压强度与未掺纤维的轻质混凝土强度相比未有所降低，水葫芦纤维轻质混凝土28天劈裂抗拉强度与未掺纤维的轻质混凝土强度相比未有所降低；水葫芦纤维轻质混凝土导热系数，与未掺纤维的轻质混凝土导热系数相比提高了13%。
实施例4
一种水葫芦纤维轻质混凝土的各组分配比为：水泥500 kg/m3，水灰比0.50，砂620 kg/m3，石520 kg/m3，发泡聚苯乙烯颗粒7 kg/m3，水葫芦纤维9.0 kg/m3。发泡聚苯乙烯发泡聚苯乙烯颗粒的最大粒径为6mm的发泡聚苯乙烯。
步骤一，将打捞出的水葫芦晾干，脱水，使其处于干燥状态。
步骤二，将水葫芦破碎成短纤维，所述的水葫芦纤维是指由水葫芦植物加工而成的水葫芦短纤维，长度为3-20mm，长径比为10～200。
步骤三，按上述比例称取水泥、砂、石、发泡聚苯乙烯颗粒、水葫芦纤维、水，搅拌均匀；搅拌过程可分三个阶段进行，第一阶段取水泥、砂、石和水进行搅拌，得到普通混凝土；第二阶段加入发泡聚苯乙烯颗粒后，再搅拌均匀，得到轻质混凝土；第三阶段加入水葫芦纤维后再搅拌均匀，得到水葫芦纤维轻质混凝土。
根据《轻骨料混凝土技术规程》JGJ51-2002、《普通混凝土力学性能试验方法》GB50081-2002、《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》GB10294-88，本实施例制备的水葫芦纤维轻质混凝土28天抗压强度与未掺纤维的轻质混凝土强度相比未有明显降低，水葫芦纤维轻质混凝土28天劈裂抗拉强度与未掺纤维的轻质混凝土强度相比未有明显降低；水葫芦纤维轻质混凝土导热系数，与未掺纤维的轻质混凝土导热系数相比提高了16%。

Claims (4)

1.一种水葫芦纤维轻质混凝土材料，包括轻质混凝土、水葫芦纤维和水，其特征在于，其中水葫芦纤维为1.0～9.0kg/ m3；所述水葫芦纤维由水葫芦晾干破碎而成，长度为3-20mm，长径比为10～200；所述的轻质混凝土的配方为：水泥350～500kg/m3，砂150～800kg/m3，石50～900kg/m3，发泡聚苯乙烯颗粒6-20kg/m3或者陶粒400-800 kg/m3。
2.根据权利要求1所述的一种水葫芦纤维轻质混凝土材料，其特征在于，水灰比为0.45～0.70。
3.根据权利要求1所述的一种水葫芦纤维轻质混凝土材料，其特征在于，发泡聚苯乙烯颗粒的最大粒径为6mm。
4.根据权利要求1所述的一种水葫芦纤维轻质混凝土材料，其特征在于，陶粒的最大粒径为10mm。
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