CN106365544A - 一种纤维增强混凝土 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维增强混凝土，属于混凝土领域，旨在解决现有混凝土制品隔音、隔热性差，易裂缝、抗压抗折能力差的问题，包括砂、水泥、碎石，纤维增强材料，其特征在于，混凝土的各组分如下：水泥100份；砂120‑150份；水：180‑200份；碎石：800‑1000份；纤维增强材料：10‑30份；所述的纤维增材料选自玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维、铜纤维、铜氨纤维、麻纤维、毛纤维、合成纤维、椰丝纤维、竹纤维。

Description

一种纤维增强混凝土
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，具体来讲是一种混凝土。
背景技术
混凝土是现代应用最广泛的建筑材料， 其具有原料丰富、 价格低廉、 工艺简单、强度高、耐久性好等优点。 预拌混凝土是混凝土的一种， 是指由水泥、 集料、 水以及根据需要掺入的外加剂、 矿物掺合料等组分按一定比例在搅拌站经计量、拌制后出售的、并采用运输车在规定时间内运至使用地点的混凝土拌合物。
在混凝土材料制成的制品当中，抗压、抗折等性能是重要的参数指标，由于现有的混凝土材料的局限性，虽然其强度得到了提高，但是其抗压、抗折性能却不足，也经常出现雷锋，脱皮等现象，究其原因，在与混凝土制品的硬度大，在外力的作用下裂缝容易出现。
发明内容
在现有技术中，混凝土出现的易裂缝、和本体材料的脱裂是面临的严重的问题，也是影响相应制品，特别是建筑物安全性的一项突出问题，在现有技术有存在加入一些增强纤维的方式对制品进行增强，当时在增强其强度的同时也出现了一些新的问题，如抗折性不足等。
为了解决上述的问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明公开了一种纤维增强混凝土，包括砂、水泥、碎石，纤维增强材料，其特征在于，混凝土的各组分如下：
水泥100份；
砂 120-150份；
水：180-200份；
碎石：800-1000份；
纤维增强材料：10-30份。
发明在长期的实验和研究基础之上，发现上述配方不仅能够导致成本降低，而且器混凝土的性能也有一定的提高。
作为改进，所述的纤维增材料选自玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维、铜纤维、铜氨纤维、麻纤维、毛纤维、合成纤维、椰丝纤维、竹纤维。
上述增强纤维虽然有不同的性能，发明人在将大量的纤维加入到混凝土中，发现上述纤维对混凝土的性能提高比较显著。
作为改进，所述的合成纤维选自聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、聚酰亚胺纤维。
作为改进，所述的椰丝纤维通过接枝正戊酯进行改性处理，即所述的椰丝纤维为椰丝纤维接枝正戊酯材料。
作为改进，所述的椰丝纤维接枝正戊酯材料采用BMIMC1为溶剂，催化剂选用过氧化月桂酰，以椰丝纤维为原料，进行接枝反应，进而合成所述的椰丝纤维接枝正戊酯材料。
作为改进，所述的椰丝纤维接枝正戊酯材料的接枝改性制备步骤如下：
步骤1：将椰丝纤维材料粉碎，制成小麦秆粉末，并用碱性液体在常压、50-100℃的条件下进行洗涤，洗涤时间为10min-100min，洗涤后过滤、干燥；
步骤2：将椰丝纤维加入到BMIMC1中，70-90℃恒温加热，在惰性气体保护下连续搅拌，确保椰丝纤维完全溶解于BMIMC1溶剂中；
步骤3：向步骤2后的溶液加入过氧化月桂酰和正戊酯，在100-120℃环境内继续搅拌10h-30h；
步骤4：将反应后的溶液逐渐冷却至室温，冷却采用温度控制系统冷却，所采用10℃/10min的冷却方式，冷却后出去水分，过滤沉淀，除去附属产物，用NMMO溶剂去除未参与反应的单体，最后讲产物加入到正丁醇中搅拌，过滤，并用正丁醇多次洗涤，干燥后即得到椰丝纤维接枝正戊酯材料。
作为改进，所述的椰丝纤维和和单体正戊酯的重量比为（2-10）：1。
作为改进，所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、小苏打溶液的一种或几种的混合物，所述碱性液体的浓度为0.1-0.5摩尔/L。
作为改进，过氧化月桂酰为椰丝纤维的1%-10%。
作为改进，所述的纤维增强材料在加入混凝土混合物前向纤维增强材料加入其质量10%-50%的水，纤维增强材料在加入水之前切丝成30mm-200mm之间的纤维丝，其中30mm-80mm之间的纤维丝、80-120mm之间的纤维丝、120-200mm之间的纤维丝的比重为3:2:1。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是： 1、用本发明的混凝土在性能有提升的前提下，成本降低了20%左右；
2、本发明通过对椰丝纤维进行接枝改性，使椰丝纤维具有一些的吸水性，对椰丝接枝改性纤维加入一定的水分后，会被椰丝接枝纤维吸收，而由于吸水性的存在使得椰丝纤维和混凝土具有较好的相容性，增大其混凝土制品的力学性能，而由于椰丝接枝纤维中具有一定的水分，在混凝土固化成型之后，会形成微孔结构，而这些微孔结构使得混凝土制品具有较好的隔音和隔热的性能。
具体实施方式
下面对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
具体实施例1：本实施例公开了一种纤维增强混凝土，包括砂、水泥、碎石，纤维增强材料，其特征在于，混凝土的各组分如下：
水泥100份；
砂 120份；
水：180份；
碎石：800份；
纤维增强材料：10份。
所述的纤维增材料为玻璃纤维，质量为水泥的20%。
具体实施例2：本实施例公开了一种纤维增强混凝土，包括砂、水泥、碎石，纤维增强材料，其特征在于，混凝土的各组分如下：
水泥100份；
砂 150份；
水： 200份；
碎石： 1000份；
纤维增强材料： 30份。
所述的纤维增材料为石英玻璃纤维、质量为水泥的20%。
具体实施例3：本实施例公开了一种纤维增强混凝土，包括砂、水泥、碎石，纤维增强材料，其特征在于，混凝土的各组分如下：
水泥100份；
砂 130份；
水：190份；
碎石：900份；
纤维增强材料：20份。
所述的纤维增材料为聚酰胺纤维，质量为水泥的10%。。
具体实施例4：本实施例公开了一种纤维增强混凝土，包括砂、水泥、碎石，纤维增强材料，其特征在于，混凝土的各组分如下：
水泥100份；
砂 120份；
水： 200份；
碎石：800份；
纤维增强材料： 30份。
所述的纤维增材料为椰丝纤维。
椰丝纤维通过接枝正戊酯进行改性处理，即所述的椰丝纤维为椰丝纤维接枝正戊酯材料。
椰丝纤维接枝正戊酯材料采用BMIMC1为溶剂，催化剂选用过氧化月桂酰，以椰丝纤维为原料，进行接枝反应，进而合成所述的椰丝纤维接枝正戊酯材料，制备步骤如下：
步骤1：将椰丝纤维材料粉碎，制成小麦秆粉末，并用碱性液体在常压、50℃的条件下进行洗涤，洗涤时间为10min，洗涤后过滤、干燥；
步骤2：将椰丝纤维加入到BMIMC1中，70℃恒温加热，在惰性气体保护下连续搅拌，确保椰丝纤维完全溶解于BMIMC1溶剂中；
步骤3：向步骤2后的溶液加入过氧化月桂酰和正戊酯，在100℃环境内继续搅拌10 h；
步骤4：将反应后的溶液逐渐冷却至室温，冷却采用温度控制系统冷却，所采用10℃/10min的冷却方式，冷却后出去水分，过滤沉淀，除去附属产物，用NMMO溶剂去除未参与反应的单体，最后讲产物加入到正丁醇中搅拌，过滤，并用正丁醇多次洗涤，干燥后即得到椰丝纤维接枝正戊酯材料。
椰丝纤维和和单体正戊酯的重量比为2：1。
碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述碱性液体的浓度为0.1摩尔/L。
过氧化月桂酰为椰丝纤维的1%。
所述的纤维增强材料在加入混凝土混合物前向纤维增强材料加入其质量10%的水，纤维增强材料在加入水之前切丝成30mm之间的纤维丝，其中30mm之间的纤维丝、80mm之间的纤维丝、120mm之间的纤维丝的比重为3:2:1。
具体实施例5：本实施例公开了一种纤维增强混凝土，包括砂、水泥、碎石，纤维增强材料，其特征在于，混凝土的各组分如下：
水泥100份；
砂 120份；
水： 200份；
碎石：800份；
纤维增强材料： 30份。
所述的纤维增材料为椰丝纤维。
椰丝纤维通过接枝正戊酯进行改性处理，即所述的椰丝纤维为椰丝纤维接枝正戊酯材料。
椰丝纤维接枝正戊酯材料采用BMIMC1为溶剂，催化剂选用过氧化月桂酰，以椰丝纤维为原料，进行接枝反应，进而合成所述的椰丝纤维接枝正戊酯材料，制备步骤如下：
步骤1：将椰丝纤维材料粉碎，制成小麦秆粉末，并用碱性液体在常压、100℃的条件下进行洗涤，洗涤时间为10min，洗涤后过滤、干燥；
步骤2：将椰丝纤维加入到BMIMC1中， 90℃恒温加热，在惰性气体保护下连续搅拌，确保椰丝纤维完全溶解于BMIMC1溶剂中；
步骤3：向步骤2后的溶液加入过氧化月桂酰和正戊酯，在100℃环境内继续搅拌30h；
步骤4：将反应后的溶液逐渐冷却至室温，冷却采用温度控制系统冷却，所采用10℃/10min的冷却方式，冷却后出去水分，过滤沉淀，除去附属产物，用NMMO溶剂去除未参与反应的单体，最后讲产物加入到正丁醇中搅拌，过滤，并用正丁醇多次洗涤，干燥后即得到椰丝纤维接枝正戊酯材料。
椰丝纤维和和单体正戊酯的重量比为10：1。
碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述碱性液体的浓度为0.5摩尔/L。
过氧化月桂酰为椰丝纤维的10%。
所述的纤维增强材料在加入混凝土混合物前向纤维增强材料加入其质量50%的水，纤维增强材料在加入水之前切丝成30mm之间的纤维丝，其中80mm之间的纤维丝、80mm之间的纤维丝、200mm之间的纤维丝的比重为3:2:1。
具体实施例6：本实施例公开了一种纤维增强混凝土，包括砂、水泥、碎石，纤维增强材料，其特征在于，混凝土的各组分如下：
水泥100份；
砂 130份；
水：190份；
碎石：900份；
纤维增强材料：10份。
所述的纤维增材料为椰丝纤维。
椰丝纤维通过接枝正戊酯进行改性处理，即所述的椰丝纤维为椰丝纤维接枝正戊酯材料。
椰丝纤维接枝正戊酯材料采用BMIMC1为溶剂，催化剂选用过氧化月桂酰，以椰丝纤维为原料，进行接枝反应，进而合成所述的椰丝纤维接枝正戊酯材料，制备步骤如下：
步骤1：将椰丝纤维材料粉碎，制成小麦秆粉末，并用碱性液体在常压、80℃的条件下进行洗涤，洗涤时间为20min，洗涤后过滤、干燥；
步骤2：将椰丝纤维加入到BMIMC1中，80℃恒温加热，在惰性气体保护下连续搅拌，确保椰丝纤维完全溶解于BMIMC1溶剂中；
步骤3：向步骤2后的溶液加入过氧化月桂酰和正戊酯，在110℃环境内继续搅拌20h；
步骤4：将反应后的溶液逐渐冷却至室温，冷却采用温度控制系统冷却，所采用10℃/10min的冷却方式，冷却后出去水分，过滤沉淀，除去附属产物，用NMMO溶剂去除未参与反应的单体，最后讲产物加入到正丁醇中搅拌，过滤，并用正丁醇多次洗涤，干燥后即得到椰丝纤维接枝正戊酯材料。
椰丝纤维和和单体正戊酯的重量比为8：1。
碱性溶液为氢氧化钾溶液，所述碱性液体的浓度为0.3摩尔/L。
过氧化月桂酰为椰丝纤维的2%。
所述的纤维增强材料在加入混凝土混合物前向纤维增强材料加入其质量40%的水，纤维增强材料在加入水之前切丝成100mm之间的纤维丝，其中50mm之间的纤维丝、100mm之间的纤维丝、180mm之间的纤维丝的比重为3:2:1。
实施例1-6所述的混凝土制成制品的性能如下：
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纤维增强混凝土，包括砂、水泥、碎石，纤维增强材料，其特征在于，混凝土的各组分如下：
水泥100份；
砂 120-150份；
水：180-200份；
碎石：800-1000份；
纤维增强材料：10-30份。
2.根据权利要求1所述的纤维增强混凝土，其特征在于，所述的纤维增材料选自玻璃纤维、石英玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维、铜纤维、铜氨纤维、麻纤维、毛纤维、合成纤维、椰丝纤维、竹纤维。
3.根据权利要求2所述的纤维增强混凝土，其特征在于，所述的合成纤维选自聚酰胺纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚氯乙烯纤维、聚酰亚胺纤维。
4.根据权利要求3所述的纤维增强混凝土，其特征在于，所述的椰丝纤维通过接枝正戊酯进行改性处理，即所述的椰丝纤维为椰丝纤维接枝正戊酯材料。
5.根据权利要求4所述的纤维增强混凝土，其特征在于，所述的椰丝纤维接枝正戊酯材料采用BMIMC1为溶剂，催化剂选用过氧化月桂酰，以椰丝纤维为原料，进行接枝反应，进而合成所述的椰丝纤维接枝正戊酯材料。
6.根据权利要求5所述的纤维增强混凝土，其特征在于，所述的椰丝纤维接枝正戊酯材料的接枝改性制备步骤如下：
步骤1：将椰丝纤维材料粉碎，制成小麦秆粉末，并用碱性液体在常压、50-100℃的条件下进行洗涤，洗涤时间为10min-100min，洗涤后过滤、干燥；
步骤2：将椰丝纤维加入到BMIMC1中，70-90℃恒温加热，在惰性气体保护下连续搅拌，确保椰丝纤维完全溶解于BMIMC1溶剂中；
步骤3：向步骤2后的溶液加入过氧化月桂酰和正戊酯，在100-120℃环境内继续搅拌10h-30h；
步骤4：将反应后的溶液逐渐冷却至室温，冷却采用温度控制系统冷却，所采用10℃/10min的冷却方式，冷却后出去水分，过滤沉淀，除去附属产物，用NMMO溶剂去除未参与反应的单体，最后讲产物加入到正丁醇中搅拌，过滤，并用正丁醇多次洗涤，干燥后即得到椰丝纤维接枝正戊酯材料。
7.根据权利要求6所述的纤维增强混凝土，其特征在于，所述的椰丝纤维和和单体正戊酯的重量比为（2-10）：1。
8.根据权利要求6所述的纤维增强混凝土，其特征在于，所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、小苏打溶液的一种或几种的混合物，所述碱性液体的浓度为0.1-0.5摩尔/L。
9.根据权利要求6所述的纤维增强混凝土，其特征在于，过氧化月桂酰为椰丝纤维的1%-10%。
10.根据权利要求4-9之一所述的纤维增强混凝土，其特征在于，所述的纤维增强材料在加入混凝土混合物前向纤维增强材料加入其质量10%-50%的水，纤维增强材料在加入水之前切丝成30mm-200mm之间的纤维丝，其中30mm-80mm之间的纤维丝、80-120mm之间的纤维丝、120-200mm之间的纤维丝的比重为3:2:1。
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