CN102923995A - 纤维水泥复合土 - Google Patents

纤维水泥复合土 Download PDF

Info

Publication number
CN102923995A
CN102923995A CN2012102976349A CN201210297634A CN102923995A CN 102923995 A CN102923995 A CN 102923995A CN 2012102976349 A CN2012102976349 A CN 2012102976349A CN 201210297634 A CN201210297634 A CN 201210297634A CN 102923995 A CN102923995 A CN 102923995A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cement
mixture
fiber
soil
quality
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2012102976349A
Other languages
English (en)
Inventor
申向东
郝文秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inner Mongolia Agricultural University
Original Assignee
Inner Mongolia Agricultural University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inner Mongolia Agricultural University filed Critical Inner Mongolia Agricultural University
Priority to CN2012102976349A priority Critical patent/CN102923995A/zh
Publication of CN102923995A publication Critical patent/CN102923995A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种纤维水泥复合土，原料配比为风干粘土∶水泥掺量∶粉煤灰掺量∶玻璃纤维掺量＝100∶15∶8∶0.1，拌制方法为：先将制备好的风干粘土与粉煤灰搅拌均匀，再向混合料中掺入玻璃纤维搅拌均匀，向混合料中加入50％的水搅拌均匀后放置密闭的容器内侵润24h。将侵润好的混合料取出，向其中加入适量水泥和剩余的50％的水充分搅拌均匀后压实成型；纤维水泥复合土的含水率为14.5％。经室内初步试验表明：纤维水泥复合土的抗冻性等优于普通水泥土，适合在寒区渠道衬砌中应用。经15次冻融循环后，纤维水泥复合土的强度损失率下降了27.3％，质量损失率下降了7.9％，能够满足实际工程对抗冻性能的要求。

Description

纤维水泥复合土
技术领域
本发明涉及的是一种纤维水泥复合土。 
背景技术
随着黄河流域水资源的日益紧缺，内蒙古引黄灌区从1999年开始实行实施以节水为主要目标、渠道防渗衬砌为主要型式的灌区节水改造工程建设。目前，已进行的渠道防渗衬砌工程中，主要采取以混凝土板为保护层，聚乙烯膜为防渗层的结构型式，这种型式的渠道经过近几年来的运行，节水和防渗效果较理想，但内蒙古引黄灌区地处季节性冻土区，由于砼与渠道土体的热膨胀系数和热通量不一致，未设保温措施的混凝土衬砌渠道受渠床的冻胀或融沉影响而导致衬砌板滑塌破坏较为普遍。同时这种形式浪费大量的砂石材料，既不经济又不环保。发展“绿色建材”，选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的生产方式是今后我国水利工程及其它建筑工程的必然出路。 
内蒙古引黄灌区地处季节性冻土区，由于混凝土与渠道土体的热膨胀系数和热通量不一致，未设保温措施的混凝土衬砌渠道受渠床的冻胀或融沉影响而导致衬砌板滑塌破坏较为普遍。 
发明内容
针对内蒙古渠道衬砌工程存在的一些问题，充分利用当地丰富的土壤资源和工业废料粉煤灰，研究和开发水泥、粘土、玻璃纤维和粉煤灰搅拌均匀制成的新型绿色环保建筑材料一纤维水泥复合土。 
针对寒区特殊的气候环境，密切结合寒区冻土的特性，配制具有与渠床土体力学特性接近的纤维水泥复合土作为一种新型的渠道衬砌材料，从本质上提高寒区渠道衬砌 的耐久性。 
本发明的技术方案如下： 
一种纤维水泥复合土，原料配比为风干粘土∶水泥掺量∶粉煤灰掺量∶玻璃纤维掺量＝100∶15∶8∶0.1，拌制方法为：先将制备好的风干粘土与粉煤灰搅拌均匀，再向混合料中掺入玻璃纤维搅拌均匀，向混合料中加入50％的水搅拌均匀后放置密闭的容器内侵润24h。将侵润好的混合料取出，向其中加入适量水泥和剩余的50％的水充分搅拌均匀后压实成型；纤维水泥复合土的含水率为14.5％； 
其中水泥掺量＝(水泥质量/风干粘土质量)×100％； 
粉煤灰掺量＝(粉煤灰的质量/风干粘土质量)×100％； 
玻璃纤维掺量＝(玻璃纤维质量/风干粘土质量)×100％。 
本发明有益效果为： 
1)可以充分的利用当地的土壤资源，又可以大量节约水泥、砂石等原材料的使用，从节约成本的角度来说，1m3纤维水泥复合土(90元)是1m3普通混凝土(270元)成本价的33％左右。所以，纤维水泥复合土能够极大的降低渠道衬砌的工程造价。 
2)根据内蒙古河套灌区特殊的环境条件，配制出具有优良抗冻性能纤维水泥复合土，从而解决这一地区季节性冻土混凝土衬砌渠道受渠床的冻胀或融沉影响而导致衬砌板滑塌破坏提供相应的科学依据。 
3)由于北方地区冬季气候寒冷，保温隔热性能是房屋建筑的一项重要指标。纤维水泥复合土中的粉煤灰具有玻璃微珠结构，使这种建筑材料具有保温隔热、抗冻性能好的优点。将材料经过机械压实成型后应用到房屋建筑的墙体中，能够有效地提高房屋的保温隔热能力，为寒冷地区的厚墙体日光温室提供优质墙体材料。 
4)粉煤灰主要是以燃煤电厂和城市集中供热锅炉燃煤以后产生的一种工业固体废料，其环境污染严重，数量巨大，利用起来也相当的困难。了加快粉煤灰综合利用步伐，决燃煤电厂造成的环境污染问题，内蒙古自治区从自身实际出发，积极引导企业开展粉煤灰综合利用，鼓励企业加快技术创新步伐，研发、推广和应用粉煤灰，提出一系列将粉煤灰“变废为宝”的综合利用方法，并取得了很大进展。因此把固体废料粉煤灰综合 的利用起来，这对我国建筑行业的发展和生态环境的保护都具有重大的意义。 
附图说明
图1至图3为纤维水泥复合土(原料配比为：水泥15％、粉煤灰8％、玻璃纤维0.1％)。 
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。 
首先根据内蒙古河套灌区土质分布特点，研究河套灌区常见土料的物理力学特性以及不同矿物质的化学成分等。 
表1试验用土的物理参数 
Figure BSA00000766239000031
表2粉质粘土的颗粒组成 
表3试验用土样的八大离子测定 
Figure BSA00000766239000033
各材料用量 
水泥掺量＝(水泥质量/风干粘土质量)×100％； 
粉煤灰掺量＝(粉煤灰的质量/风干粘土质量)×100％； 
纤维掺量＝(玻璃纤维质量/风干粘土质量)×100％； 
用水量＝(风干粘土的质量+粉煤灰的质量+水泥的质量)(纤维的质量忽略不计)×最优含水率14.5％(经过击实试验得到的最优含水率为14.5％，用最优含水率配置纤维水泥复合土)； 
拌制工艺 
在拌制纤维水泥复合土的过程中，纤维是一种束状结构，很难拌合均匀，需要采用干拌法拌制，即先将制备好的风干粘土与粉煤灰搅拌均匀，再向混合料中掺入玻璃纤维搅拌均匀，向混合料中加入50％的水搅拌均匀后放置密闭的容器内侵润24h。将侵润好的混合料取出，向其中加入适量水泥和剩余的50％的水充分搅拌均匀后压实成型。 
对纤维水泥复合土进行室内的力学性能试验。首先通过无侧限抗压强度试验(见表1)，得到纤维水泥复合土抗压强度可以达到4.51Mpa。 
表1抗压强度试验结果 
Figure BSA00000766239000041
依据上述试验结果，最终确定最优配合比为：风干粘土∶水泥∶粉煤灰∶玻璃纤维＝100∶15∶8∶0.1。 
对纤维水泥复合土进行耐久性试验，试验室三温土工试验之一是模拟自然环境下，考虑试件上部、下部、侧边三个方向的温度各不相同的情况，对28d纤维水泥复合土进行冻融循环试验，试验结果见表2。 
表2纤维水泥复合土冻融循环试验结果 
Figure BSA00000766239000051
从表2中可以看出：经15次冻融循环后，纤维水泥复合土的强度损失率下降了27.3％，质量损失率下降了7.9％，能够满足实际工程对抗冻性能的要求。 
在力学性能试验所得到的最优配合比的基础上，通过扫描电子显微镜(SEM)的扫描照片，对比分析探讨了纤维水泥复合土的微结构形态及固化机理。从而为季节性冻土地区的渠道水泥复合土衬砌耐久性设计提供理论和科学依据。 
从图1中可以看出，在纤维水泥复合土内部产生大量的针状和片状水化物，这些水化产物形成了一定的空间网状结构，使得纤维水泥复合土结构内部能够相互交错连接，形成一个整体，从而有效地提高了纤维水泥复合土的力学性能。 
从图2中可以观察到纤维嵌入在水泥土结构中，使得水泥土内部各物质之间充分的连接起来，形成一个整体结构。而且在纤维的周围可以清楚地观察到有大量的水化产物覆盖，这些针状、片状的水化产物交错连接，增加了纤维和水泥土之间的粘结力和摩擦阻力，使得纤维与水泥土体之间的相对滑动力减小。当有外荷载作用时，由于纤维与水泥土体粘结力增加，在裂缝出现的界面上水化产物将纤维与水泥土体紧紧地连接在一起，就相当于在内部结构之间连接了一个连杆，将破坏后断面上的应力通过玻璃纤维传递到没有破坏的界面上，继续承担外加应力的作用，从而起到锚固加筋的作用。而且纤维具有较强的抗拉和抗裂能力，在一定程度上能够减缓裂缝的进一步扩展，从而提高材 料抗变形能力。 
玻璃纤维是一种丝状结构，在拌合均匀的情况下玻璃纤维会均匀的分布在水泥复合土当中，能够同周边的颗粒紧密的联结在起来，形成一个均匀致密的整体。当有外加应力作用在水泥土体时，水泥水化形成的水泥石骨架首先承受荷载的作用，随着荷载的不断增加，水泥石结构就会发生破坏。但在水泥土中加入玻璃纤维后，玻璃纤维与水泥土体之间的粘结力和摩擦阻力能够将裂缝处的应力传递到没有破坏的界面上，从而在一定程度上阻碍裂缝的进一步扩展，直至应力过大使纤维的抗拉强度达到极限强度后被拉断而破坏，如图3所示。从而提高纤维水泥土的力学性能和抗变形能力。 
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 

Claims (1)

1.一种纤维水泥复合土，其特征在于，原料配比为风干粘土∶水泥掺量∶粉煤灰掺量∶玻璃纤维掺量＝100∶15∶8∶0.1，拌制方法为：先将制备好的风干粘土与粉煤灰搅拌均匀，再向混合料中掺入玻璃纤维搅拌均匀，向混合料中加入50％的水搅拌均匀后放置密闭的容器内侵润24h。将侵润好的混合料取出，向其中加入适量水泥和剩余的50％的水充分搅拌均匀后压实成型；纤维水泥复合土的含水率为14.5％；
其中水泥掺量＝(水泥质量/风干粘土质量)×100％；
粉煤灰掺量＝(粉煤灰的质量/风干粘土质量)×100％；
玻璃纤维掺量＝(玻璃纤维质量/风干粘土质量)×100％。
CN2012102976349A 2012-08-21 2012-08-21 纤维水泥复合土 Pending CN102923995A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102976349A CN102923995A (zh) 2012-08-21 2012-08-21 纤维水泥复合土

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012102976349A CN102923995A (zh) 2012-08-21 2012-08-21 纤维水泥复合土

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102923995A true CN102923995A (zh) 2013-02-13

Family

ID=47638959

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012102976349A Pending CN102923995A (zh) 2012-08-21 2012-08-21 纤维水泥复合土

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102923995A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103833297A (zh) * 2014-01-07 2014-06-04 清华大学 一种高性能水泥土及其制备方法
CN105887837A (zh) * 2016-04-27 2016-08-24 王继忠 一种现场地面搅拌水泥土桩的施工方法
CN110108534A (zh) * 2019-05-24 2019-08-09 福建江夏学院 一种高抗渗性玄武岩纤维水泥土及其制备方法
CN114956680A (zh) * 2022-05-07 2022-08-30 湖南省第五工程有限公司 一种粘土砂浆外墙面层及其制作方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赫文秀等: "《玻璃纤维粉煤灰水泥土的力学特性》", 《公路交通科技》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103833297A (zh) * 2014-01-07 2014-06-04 清华大学 一种高性能水泥土及其制备方法
CN105887837A (zh) * 2016-04-27 2016-08-24 王继忠 一种现场地面搅拌水泥土桩的施工方法
CN110108534A (zh) * 2019-05-24 2019-08-09 福建江夏学院 一种高抗渗性玄武岩纤维水泥土及其制备方法
CN114956680A (zh) * 2022-05-07 2022-08-30 湖南省第五工程有限公司 一种粘土砂浆外墙面层及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Galán-Marín et al. Clay-based composite stabilized with natural polymer and fibre
CN103013526B (zh) 土壤固化剂及土壤固化方法
CN101428994B (zh) 一种用植物纤维和水泥增强的轻质保温隔热生土材料
Balkis The effects of waste marble dust and polypropylene fiber contents on mechanical properties of gypsum stabilized earthen
CN102010173B (zh) 一种保温抗裂生土砖制备方法
CN103496896A (zh) 一种非烧结渣土墙体块材及其制备工艺
CN105236871B (zh) 一种生土砖及其制备方法
CN108046840A (zh) 一种稻草秸秆增强型泡沫混凝土及其制备方法
CN102923995A (zh) 纤维水泥复合土
CN108675711A (zh) 高寒冻融交替环境下的预拌混凝土施工方法
Pushpakumara et al. Characteristics of masonry blocks manufactured with rice husk ash (RHA) and lime
CN104211342B (zh) 彩色预拌砂浆及其生产方法
CN101532320A (zh) 空心纤维混凝土夹心秸秆压缩砖砌块
Demirdag et al. The effects of cement/fly ash ratios on the volcanic slag aggregate lightweight concrete masonry units
Allam et al. Recycled chopped rice straw–cement bricks: an analytical and economical study
CN104230238B (zh) 外墙预拌抹灰砂浆及其生产方法
CN109400101A (zh) 墙面修复材料及其制备方法
CN101830027B (zh) 环保墙板制作方法
CN108191334A (zh) 透水混凝土专用胶凝材料及其应用
CN1840504A (zh) 建筑用常温固结材料
CN1245284C (zh) 纤维增强建筑复合材料和制作方法
CN109053105A (zh) 一种石膏改性夯土材料及其制备方法
CN104230239B (zh) 地面预拌砂浆及其生产方法
Ramadoss et al. A study on ductility behaviour of energy efficient mud mortar walls
Begum et al. Adobe Bricks Stabilized With Cement and Natural Rubber Latex

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130213