CN106007533A - 一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建材技术领域，特别是涉及一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料。本发明所提供的一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料，包括水泥基体、自愈合纤维管等，所述水泥基体内设有自愈合纤维管，所述自愈合纤维管包含外胶层、纤维管、内胶层与粘合剂，所述自愈合纤维管是由纤维管原料经过均匀涂胶、成型而成，所述自愈合纤维管内包覆有粘合剂，所述纤维管原料为筛选处理过的稻草秸秆，所述粘合剂能很好地填补水泥基体的裂纹。本发明利用柔性植物纤维在水泥基复合材料中具有良好的阻裂和限裂性能，将其作为纤维管与自愈合技术结合，具有环保、节约资源、有效控制或修复裂纹的优点。
Description
技术领域
本发明涉及建材技术领域，特别是涉及一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料。
背景技术
水泥基复合材料是典型的脆性材料，在使用过程中极易产生裂纹，如果裂纹在早期得到控制或修复，就能避免裂纹扩展、保障建筑的安全与耐久性。对于裂纹的控制，现在常用的办法是加入纤维材料或其他添加剂，提高水泥基复合材料的整体韧性。而在修复方面，可采用微生物法、修复粘合剂、主动自修复系统等技术手段来实现裂纹的修复。
稻草秸秆在我国的利用率相对较低，大部分稻草秸秆资源被荒废或者就地焚烧，对生态环境造成了严重破坏。稻草秸秆属于可再生生物质资源，含有大量的植物纤维，而柔性植物纤维在水泥基复合材料中具有良好的阻裂和限裂性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料，利用稻草秸秆作为纤维管，并与自愈合技术结合，具有环保、节约资源、有效控制或修复裂纹的优点。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料，包括水泥基体、自愈合纤维管等，所述自愈合纤维管包含外胶层、纤维管、内胶层与粘合剂，所述水泥基体内设有自愈合纤维管，所述自愈合纤维管是由纤维管原料经过均匀涂胶、成型而成，所述自愈合纤维管内包覆有粘合剂，所述纤维管原料来源于筛选处理过的稻草秸秆，所述粘合剂能很好地填补水泥基体的裂纹。
所述纤维管原料选自于稻草秸秆内中空管状的茎秆，通过清洗、晒干所得。
所述纤维管原料的内外管壁需经胶层涂抹，所述胶层材料应具备很好的亲水性、耐碱性及密封性能。
所述粘合剂具备良好的流动性、耐久性，与胶层材料无化学反应。
所述纤维管被注入粘合剂后，两端被挤压截断并以胶层材料挤压封装成自愈合纤维管。
所述秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料是以合适的纤维长度及纤维掺入量与砂浆基体进行复合而成的。
附图说明
图1为本发明一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料的结构示意图。
图中：1-外胶层，2-纤维管，3-内胶层，4-粘合剂，5-水泥基体。
具体实施方式
本发明提供的一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料，其特征在于利用稻草秸秆内中空管状的茎秆为纤维管原料，纤维管原料的内外管壁需通过经胶层涂抹变为纤维管，继续往纤维管中填充粘合剂并对两端进行封装，从而制作出自愈合纤维管。自愈合纤维管与砂浆基体均匀混合、通过水化形成秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他有点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用。在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
实施例1
一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料的制备，它包括如下步骤：
（1）筛选出保存完好的稻草并取出中空管状的茎秆，放入4.5%的氢氧化钠溶液浸泡1小时，放置于空旷、干燥地方，放置3-5天；
（2）以丙烯酸树脂，对纤维管原料内外进行均匀涂抹，涂抹完成后，放于平面并使用夹子对纤维管内外两面的胶层进行反复挤压，方便成型；
（3）纤维管成型后，对一端使用丙烯酸树脂进行封闭，从另外一端用注射剂注入浓度为10%的硅酸钠溶液，之后对另外一端挤压、排气并以丙烯酸树脂进行密闭；
（4）用清水洗模具,清洗后擦干,并在磨具内壁均匀地涂上润滑油；
（5）预计一定的耗散比,将原料以水泥：砂：水：自愈合纤维管=1：3.80：0.69：0.05的质量比例加入搅拌机干搅90秒;分两次加水,因为水的需求量较少,并且搅拌的时间长,混合物中各组分的稀化程度会不一样,所以先加一定水搅拌30秒后再按实际情况再酌情加水。加水加料均匀,观察到混合均匀后,停止搅拌；
（6）将混合好的料压入模具,高出一段距离,并用砖刀抹平。然后放置于振动台上进行振动,期间用剩余的混合料进行压实,补给；
（7）水泥基复合材料在模具中经过压紧、震动完成后,盖上保鲜膜使料浆与外界隔离,保持水分,等待水泥基复合材料成型完全；
（8）清理制作现场,并做好记录；1-2天内,观察水泥基复合材料成型情况,如果成型情况良好,接着进行拆模并将水泥基复合材料放入养护箱,进行养护。
为获取品质良好的水泥基复合材料试样,在水泥基复合材料成型后必须对其按照国家标准进行养护,使保障正常水泥基复合材料水化过程的完成；水泥基复合材料水化过程中,需要控制环境湿度和温度参数；水泥基复合材料在适宜的养护情况下,其强度随着龄期增长。
因为水化过程只能在环境湿度达到95%以上发生,而在干燥环境中,强度会随水分蒸发而停止发展,因此养护期必须保障湿度。夏季蒸发得更快,蒸发和固化温度对水泥基复合材料强度也起了重要的作用,当固化温度高时,初期水化速度也会更快,能够让水泥基复合材料的早期强度得到提高。养护要点如下所示：(1) 试件导入磨具后用不透水的薄膜覆盖其表面,使试样的水分得以保存。
(2) 温度为20±5摄氏度的环境中,放置24小时或48小时后,进行拆模,拆模后放入温度20±2摄氏度,相对湿度为95%以上的标准养护箱中进行养护或在温度为20±2摄氏度的不流动Ca（OH）2饱和溶液中进行养护,试件表面保持潮湿,并用超声波加湿器保持箱内湿度。
(3) 标准养护龄期为28天（从具体的制做水泥基复合材料开始时间计时）。
实施例2
一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料的制备，它包括如下步骤：
（1）筛选出保存完好的稻草并取出中空管状的茎秆，放入4.5%的氢氧化钠溶液浸泡1小时，放置于空旷、干燥地方，放置3-5天；
（2）以丙烯酸树脂，对纤维管原料内外进行均匀涂抹，涂抹完成后，放于平面并使用夹子对纤维管内外两面的胶层进行反复挤压，方便成型；
（3）纤维管成型后，对一端使用丙烯酸树脂进行封闭，从另外一端用注射剂注入浓度为10%的硅酸钠溶液，之后对另外一端挤压、排气并以丙烯酸树脂进行密闭；
（4）用清水洗模具,清洗后擦干,并在磨具内壁均匀地涂上润滑油；
（5）预计一定的耗散比,将原料以水泥：砂：石：水：自愈合纤维管=1：1.79：3.69：0.50：0.05的质量比例加入搅拌机干搅90秒;分两次加水,因为水的需求量较少,并且搅拌的时间长,混合物中各组分的稀化程度会不一样,所以先加一定水搅拌30秒后再按实际情况再酌情加水。加水加料均匀,观察到混合均匀后,停止搅拌；
（6）将混合好的料压入模具,高出一段距离,并用砖刀抹平。然后放置于振动台上进行振动,期间用剩余的混合料进行压实,补给；
（7）水泥基复合材料在模具中经过压紧、震动完成后,盖上保鲜膜使料浆与外界隔离,保持水分,等待水泥基复合材料成型完全；
（8）清理制作现场,并做好记录；1-2天内,观察水泥基复合材料成型情况,如果成型情况良好,接着进行拆模并将水泥基复合材料放入养护箱,进行养护。
为获取品质良好的水泥基复合材料试样,在水泥基复合材料成型后必须对其按照国家标准进行养护,使保障正常水泥基复合材料水化过程的完成；水泥基复合材料水化过程中,需要控制环境湿度和温度参数；水泥基复合材料在适宜的养护情况下,其强度随着龄期增长。
因为水化过程只能在环境湿度达到95%以上发生,而在干燥环境中,强度会随水分蒸发而停止发展,因此养护期必须保障湿度。夏季蒸发得更快,蒸发和固化温度对水泥基复合材料强度也起了重要的作用,当固化温度高时,初期水化速度也会更快,能够让水泥基复合材料的早期强度得到提高。养护要点如下所示：(1) 试件导入磨具后用不透水的薄膜覆盖其表面,使试样的水分得以保存。
(2) 温度为20±5摄氏度的环境中,放置24小时或48小时后,进行拆模,拆模后放入温度20±2摄氏度,相对湿度为95%以上的标准养护箱中进行养护或在温度为20±2摄氏度的不流动Ca（OH）2饱和溶液中进行养护,试件表面保持潮湿,并用超声波加湿器保持箱内湿度。
(3) 标准养护龄期为28天（从具体的制做水泥基复合材料开始时间计时）。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (4)
1.一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料，包括水泥基体、自愈合纤维管等，所述水泥基体内设有自愈合纤维管，所述自愈合纤维管包含外胶层、纤维管、内胶层与粘合剂，所述自愈合纤维管是由纤维管原料经过均匀涂胶、成型而成，所述自愈合纤维管内包覆有粘合剂，所述纤维管原料来源于筛选并处理过的稻草秸秆，所述粘合剂能很好地填补水泥基体的裂纹。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料，其特征在于所述纤维管原料选自于稻草秸秆内中空管状的茎秆，通过碱性溶液浸泡0.5小时到2小时后晒干所得，所述碱性溶液可为低浓度的强碱浓度或高浓度的弱碱溶液，如4.5%的氢氧化钠溶液等。
3.根据权利要求1所述的一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料，其特征在于所述纤维管原料的内外管壁由胶层覆盖，所述胶层材料应具备很好的亲水性、耐碱性、密封性且不会与纤维管原料不发生明显反应，如丙烯酸树脂等。
4.根据权利要求1所述的一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料，其特征在于所述粘合剂具备良好的流动性、耐久性、与胶层材料无显著的化学反应，如环氧树脂、硅酸钠溶液等。
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| CN201610358470.4A CN106007533A (zh) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | 一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料 |
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| CN201610358470.4A Pending CN106007533A (zh) | 2016-05-26 | 2016-05-26 | 一种秸秆纤维管自愈合水泥基复合材料 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114057445A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-02-18 | 淮阴工学院 | 一种蒸养混凝土及其制备方法 |
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2016
- 2016-05-26 CN CN201610358470.4A patent/CN106007533A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114057445A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-02-18 | 淮阴工学院 | 一种蒸养混凝土及其制备方法 |
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Application publication date: 20161012 |
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