CN110922112B - 一种改性竹原纤维增强水泥砂浆及其制备方法 - Google Patents
一种改性竹原纤维增强水泥砂浆及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110922112B CN110922112B CN201911355683.1A CN201911355683A CN110922112B CN 110922112 B CN110922112 B CN 110922112B CN 201911355683 A CN201911355683 A CN 201911355683A CN 110922112 B CN110922112 B CN 110922112B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bamboo fiber
- cement mortar
- modified bamboo
- fiber reinforced
- modified
- 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.)
- Active
Links
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 136
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 title claims abstract description 108
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 title claims abstract description 108
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 title claims abstract description 108
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 title claims abstract description 108
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 title claims abstract description 79
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 17
- GMHRCBYLXIQZOP-UHFFFAOYSA-N C(C)O[SiH](OCC)OCC.N=C=O Chemical compound C(C)O[SiH](OCC)OCC.N=C=O GMHRCBYLXIQZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 45
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 10
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 9
- UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L [dibutyl(dodecanoyloxy)stannyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)O[Sn](CCCC)(CCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCC UKLDJPRMSDWDSL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000012975 dibutyltin dilaurate Substances 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 5
- 238000002715 modification method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 8
- 239000002585 base Substances 0.000 description 7
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 5
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 238000003760 magnetic stirring Methods 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 2
- 240000001082 Bambusa multiplex Species 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 208000008025 hordeolum Diseases 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/08—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting
- B28B1/087—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould
- B28B1/0873—Producing shaped prefabricated articles from the material by vibrating or jolting by means acting on the mould ; Fixation thereof to the mould the mould being placed on vibrating or jolting supports, e.g. moulding tables
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/29—Producing shaped prefabricated articles from the material by profiling or strickling the material in open moulds or on moulding surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/02—Treatment
- C04B20/023—Chemical treatment
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/224—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic acid
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
- D06M13/395—Isocyanates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M13/50—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms
- D06M13/51—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
- D06M2101/02—Natural fibres, other than mineral fibres
- D06M2101/04—Vegetal fibres
- D06M2101/06—Vegetal fibres cellulosic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
本发明属于纤维增强水泥基复合材料领域，具体涉及竹原纤维改性方法及改性竹原纤维增强水泥砂浆制备方法。采用异氰酸酯三乙氧基硅烷对竹原纤维进行改性，将获得的改性竹原纤维与水泥、砂、水以一定质量分数进行均匀搅拌，注入模具固化成型，相对湿度90%，温度20℃养护28d，制得性能较好且环境友好的改性竹原纤维增强水泥砂浆，本发明所得的水泥砂浆材料具有较高的抗折强度与抗拉强度。
Description
技术领域
本发明属于纤维增强水泥基复合材料领域，具体涉及竹原纤维改性方法及改性竹原纤维增强水泥砂浆制备方法。
背景技术
水泥基材料是目前应用最为广泛的建筑材料，随着建筑业的发展，对建筑材料的要求越来越高。水泥基材料存在的抗拉强度低、韧性差等问题对其使用产生了影响。在水泥基材中掺入纤维可改善其抗拉性能，减少干缩与脆性，提高材料的韧性。目前用作增强体的纤维主要有金属纤维、无机纤维和有机纤维三大类。传统纤维如钢纤维搅拌成型难、易锈蚀；碳纤维价格昂贵、分散性差；玻璃纤维耐碱性差、抗裂性差。天然植物纤维具有可再生、可降解且价格低廉的优点。其中，竹原纤维长径比大、比强度与比模量高，其强度在大部分情况下可满足增强体的要求。中国竹类资源丰富，竹原纤维在水泥基材料的应用有很大的潜力。竹原纤维增强水泥基复合材料在应用性能上具有明显的优势，一方面，它能够降低建筑物对砖、钢筋和木质材料的消耗，减小建筑物墙体的厚度和建筑结构重量，降低建筑成本；同时也符合节能环保和低成本的要求，是一种极具潜力的绿色环保建筑材料。另一方面，竹原纤维在基体裂缝区域能够起到桥接作用，有效地阻止了裂缝的进一步延伸与扩展，减小裂缝宽度和长度。纤维横跨裂缝承受拉力而拉断，或纤维受力从基体中拔出，对水泥基材料的抗拉能力均有明显的提高作用，也提高了材料的韧性。
竹原纤维水泥基复合材料的界面是影响材料性能的主要因素。纤维与基体之间的界面结合紧密，基体才能通过界面将更多的力传递给纤维，纤维的增强效果才能得到发挥。要提高植物纤维增强水泥基复合材料性能就必须改善无机基体与有机纤维之间的界面结合。一般采用纤维表面改性的方法来增强纤维与基体间的结合，改善界面问题。硅烷偶联剂是一种具有特殊结构的有机硅化合物，使用硅烷偶联剂对竹原纤维进行表面改性，能有效降低竹原纤维的吸水性，从而减少由于竹原纤维在水泥基体中干缩湿胀导致体积不稳定而造成孔隙较多，结合不牢固的问题。由于硅烷偶联剂具有两种不同的化学官能团，能分别与竹原纤维和水泥基体发生反应形成共价键，将两种材料“偶联”起来，因此显著提高竹原纤维与水泥基体的界面结合。
本发明以竹原纤维为原料，以异氰酸酯三乙氧基硅烷作为改性剂，通过对竹原纤维表面改性，制备了硅烷偶联剂改性竹原纤维，以此增强水泥基体并制备改性竹原纤维水泥砂浆。制备的改性竹原纤维水泥砂浆界面相容性好，改善了传统水泥基材料抗折强度、抗拉强度较低、脆性大、干缩大等难题。同时，依本发明所制备的改性竹原纤维水泥砂浆生产过程环保节能，符合绿色建材的要求。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种改性竹原纤维水泥砂浆制备方法，以解决水泥砂浆易开裂、干缩、耐久性差等问题；制得的改性竹原纤维水泥砂浆价格较低、环境友好，且具有很好的抗折性能、抗拉性能及耐久性能。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种改性竹原纤维增强水泥砂浆的原料组成包括水泥砂浆基体材料、改性竹原纤维；所述改性竹原纤维占增强水泥砂浆的质量百分数为1~10%；所述改性竹原纤维是通过改性剂溶液对竹原纤维改性获得的。
进一步地，改性剂溶液按质量份数计为：1~10份95wt%异氰酸酯三乙氧基硅烷，99~90份乙酸乙酯溶液，0.1~1.0份二月桂酸二丁基锡溶液。
进一步地，所述水泥砂浆基体材料由水泥、砂和水组成，水泥、砂与水的质量分数比例为：水泥﹕砂﹕水=1﹕0.78﹕0.4。
进一步地，所述的改性竹原纤维制备过程为：
（1）将竹原纤维放置于烘箱中烘至恒重并开松后备用；
（2）在圆底烧瓶中，加入异氰酸酯三乙氧基硅烷、乙酸乙酯溶液、二月桂酸二丁基锡溶液，水浴加热升温至80℃并以120 r/min磁力搅拌保温1 h；
（3）用喷壶将改性剂溶液均匀喷洒至开松后的纤维表面，将纤维放入140℃烘箱中2~14h，获得所述改性竹原纤维。
改性竹原纤维水泥砂浆制备过程为：在水泥胶砂搅拌机中加入改性竹原纤维和水泥基体材料搅拌均匀，水泥基体材料由水泥、砂和水组成，水泥、砂与水的质量分数比例为：水泥﹕砂﹕水=1﹕0.78﹕0.4，均匀搅拌3min；在试模内涂抹机油，水泥砂浆拌合物分三层注入模内，每层装料厚度大致相等，用抹刀均匀插捣并将表面抹平，并放振动台震动1min确保砂浆浇筑密实。试件凝固24h后脱模，放入相对湿度90%，温度20℃标准恒温恒湿养护箱中养护28d，即得所述改性竹原纤维增强水泥砂浆试件。
本发明的显著优点在于：
本发明改性竹原纤维增强水泥基材料克服了传统水泥基材料抗拉强度低、收缩变形大、干缩开裂明显，存在严重的干缩与脆性问题，本发明能够显著提高水泥基材料的抗折强度与抗拉强度，其中抗折强度提高29%，劈裂抗拉强度提高35.7%，直接拉伸强度提高30.3%，改善了水泥基材料的韧性，为其在工程上的应用提供了理论基础。
附图说明
图1是改性竹原纤维水泥砂浆试件7d、28d抗压强度。
图2是水泥砂浆试件7d、28d抗折强度。
图3是水泥砂浆试件立方体28d抗压强度。
图4是水泥砂浆试件28d劈裂抗拉强度。
图5是水泥砂浆试件28d直接拉伸强度。
图1~5中矩形柱上下方横线表示数据均值的标准差，柱状图上方无相同字母的表示两组数据均值之间差异显著，否则差异不显著。Control表示未加纤维的水泥砂浆试件，Unmodified表示加入未改性的水泥砂浆试件，IPTS表示改性竹原纤维水泥砂浆试件。
具体实施方式
为进一步公开而不是限制本发明，以下结合实例对本发明作进一步的详细说明。
原料：异氰酸酯三乙氧基硅烷（质量分数95%）购自上海晶纯（阿拉丁）实业有限公司；乙酸乙酯（ACS 光谱级，≥99.5%）购自上海晶纯（阿拉丁）实业有限公司；二月桂酸二丁基锡（质量分数95%），购自上海晶纯（阿拉丁）实业有限公司；竹原纤维购自福建海博斯化学技术有限公司；水泥选用海螺牌P.O 42.5普通硅酸盐水泥（福建南平）；砂选用河砂，细度模数为2.1。
实施例1
改性竹原纤维增强水泥砂浆：
改性竹原纤维制备过程：将40g竹原纤维放置于103℃的烘箱中6h至恒重并开松后备用；在500mL圆底烧瓶中，加入4g异氰酸酯三乙氧基硅烷、396g乙酸乙酯溶液、0.4g二月桂酸二丁基锡溶液，水浴加热升温至80℃并以120 r/min速度磁力搅拌保温 1 h；用喷壶将改性剂均匀喷洒至开松后的纤维表面，将纤维放入140℃烘箱中14h，即得所述改性竹原纤维。反应过程中，竹原纤维和异氰酸酯三乙氧基硅烷的质量比例为1﹕0.1。
改性竹原纤维增强水泥砂浆的制备方法：改性竹原纤维是竹原纤维经1%异氰酸酯三乙氧基硅烷和99%乙酸乙酯溶液改性处理得到，在水泥胶砂搅拌机中加入改性竹原纤维和水泥基体材料（二者质量比例为2:100）搅拌均匀，水泥基体材料由水泥、砂和水组成，水泥、砂与水的质量分数比例为：水泥﹕砂﹕水=1﹕0.78﹕0.4，均匀搅拌3min；在试模内涂抹机油，水泥砂浆拌合物分三层注入模内，浇筑过程中分三层进行插捣，第一层浇筑高度为试件模具高度 1/3 处，第二层为试件模具高度的2/3处，第三层为满高度，并高出试模 2mm，用抹刀均匀插捣并将表面抹平，并放在振动台震动1min确保砂浆浇筑密实。试件凝固24h后脱模，放入相对湿度90%，温度20℃标准恒温恒湿养护箱中养护7d、28d后取出测试性能。
实施例2
改性竹原纤维增强水泥砂浆：
改性竹原纤维制备过程：将40g竹原纤维放置于103℃的烘箱中6h至恒重并开松后备用；在500mL圆底烧瓶中，加入8g异氰酸酯三乙氧基硅烷、392g乙酸乙酯溶液、0.8g二月桂酸二丁基锡溶液，水浴加热升温至80℃并磁力搅拌（120 r/min）保温1 h；用喷壶将改性剂均匀喷洒至开松后的纤维表面，将纤维放入140℃烘箱中14h，即得所述改性竹原纤维。反应过程中，竹原纤维和异氰酸酯三乙氧基硅烷的质量比例为1﹕0.2。
改性竹原纤维增强水泥砂浆的制备方法同实施例1。
实施例3
改性竹原纤维增强水泥砂浆：
改性竹原纤维制备过程：将40g竹原纤维放置于103℃的烘箱中6h至恒重并开松后备用；在500mL圆底烧瓶中，加入12g异氰酸酯三乙氧基硅烷、388g乙酸乙酯溶液、1.2g二月桂酸二丁基锡溶液，水浴加热升温至80℃并磁力搅拌（120 r/min）保温1 h；用喷壶将改性剂均匀喷洒至开松后的纤维表面，将纤维放入140℃烘箱中14h，即得所述改性竹原纤维。反应过程中，竹原纤维和异氰酸酯三乙氧基硅烷的质量比例为1﹕0.3。
改性竹原纤维增强水泥砂浆的制备方法同实施例1。
改性竹原纤维增强水泥砂浆力学性能测试：
抗压抗折强度：改性竹原纤维增强水泥砂浆抗压抗折试件采用40mm × 40mm ×160mm标准棱柱体，抗折强度每组3个试件，抗压强度每组6个试件。依据《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T17671）进行；测试在STYE-300C型全自动水泥全自动抗折抗压机（深圳）上完成。
水泥砂浆试件7d抗压强度：由图1知，硅烷偶联剂改性竹原纤维增强水泥砂浆试件抗压强度为34.0MPa，未加竹原纤维水泥砂浆抗压强度为33.2MPa，两组无显著差异；未改性竹原纤维增强水泥砂浆抗压强度28.8MPa，与之相比，改性竹原纤维增强水泥砂浆抗压强度提高18.1%。
水泥砂浆试件28d抗压强度：由图1知，未加竹原纤维（对照）、未改性竹纤维及改性竹原纤维水泥砂浆抗压强度分别为44.3MPa、38.5MPa、41.2MPa。与对照比较，改性竹纤维水泥砂浆试件抗压强度无显著差异，但其比未改性纤维水泥砂浆试件的提高7.0%，有显著提升。
水泥砂浆试件7d抗折强度：由图2知，未加竹原纤维、未改性及改性竹原纤维水泥砂浆试件的抗折强度分别为5.3MPa、5.6MPa和6.4MPa。与对照比较，未改性竹原纤维水泥砂浆抗折强度提高5.7%，无显著差异；但改性竹原纤维增强水泥砂浆抗折强度提高20.8%，有显著提升。
水泥砂浆试件28d抗折强度：由图2知，未加竹原纤维、未改性及改性竹原纤维水泥砂浆试件的抗折强度分别为6.2MPa、6.6MPa和8.0MPa。与对照比较，未改性竹原纤维水泥砂浆抗折强度提高6.5%，无显著差异；但改性竹原纤维增强水泥砂浆抗折强度提高29.0%，有显著提升。
水泥砂浆立方体抗压强度：改性竹原纤维增强水泥砂浆立方体抗压试件采用70.7mm × 70.7mm × 70.7mm立方体，每组3个试件。依据《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）进行测试；测试在YAW4306型微机控制电液伺服压力试验机（上海新三思计量仪器制造有限公司）进行。
由图3知，未加竹原纤维（对照）、未改性及改性竹原纤维水泥砂浆试件的28d立方体抗压强度分别为51.4MPa、42.3MPa和46.2MPa。与对照比较，未改性竹原纤维水泥砂浆立方体抗压强度降低17.7%，有显著差异；改性竹原纤维增强水泥砂浆的28d立方体抗压强度降低10.1%，无显著差异。
立方体劈裂抗拉强度：改性竹原纤维增强水泥砂浆立方体劈裂抗拉试件采用70.7mm × 70.7mm × 70.7mm立方体，每组3个试件。依据《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）进行测试；测试在YAW4306型微机控制电液伺服压力试验机（上海新三思计量仪器制造有限公司）进行。
由图4知，未加竹原纤维（对照）、未改性及改性竹原纤维水泥砂浆试件的立方体劈裂抗拉强度分别为4.46MPa、5.28MPa和6.05MPa。与对照比较，未改性竹原纤维水泥砂浆立方体劈裂抗拉强度提高18.4%，改性竹原纤维增强水泥砂浆的立方体劈裂抗拉强度提高35.7%，均有显著提升。
直接拉伸强度：改性竹原纤维增强水泥砂浆直接拉伸试件采用75mm × 300mm ×10mm平板型，每组5个试件。试验采用INSTRON万能试验机（美国），设置加载速度为0.05mm/min。
由图5知，未加竹原纤维（对照）、未改性及改性竹原纤维水泥砂浆试件的直接拉伸强度分别为3.33MPa、3.54MPa和4.35MPa。与对照比较，未改性竹原纤维水泥砂浆直接拉伸强度提高6.3%，无显著差异；改性竹原纤维增强水泥砂浆的直接拉伸强度提高30.3%，有显著提升。
Claims (4)
1.一种改性竹原纤维增强水泥砂浆，其特征在于：所述的改性竹原纤维增强水泥砂浆的原料组成包括水泥砂浆基体材料、改性竹原纤维；所述改性竹原纤维占增强水泥砂浆的质量百分数为1~10%；所述改性竹原纤维是通过改性剂溶液对竹原纤维改性获得的；其中改性剂溶液按质量份数计为：1~10份95wt%异氰酸酯三乙氧基硅烷，99~90份乙酸乙酯溶液，0.1~1.0份二月桂酸二丁基锡溶液；所述的改性竹原纤维制备过程为：
（1）将竹原纤维放置于烘箱中烘至恒重并开松后备用；
（2）在圆底烧瓶中，加入异氰酸酯三乙氧基硅烷、乙酸乙酯溶液、二月桂酸二丁基锡溶液，水浴加热升温并保温；
（3）用喷壶将改性剂溶液均匀喷洒至开松后的纤维表面，将纤维烘干，获得所述改性竹原纤维；
步骤（2）所述水浴加热升温并保温具体为升温至80℃并以120 r/min磁力搅拌保温1h；
步骤（3）所述烘干具体为140℃烘箱中2~14h。
2.根据权利要求1所述的改性竹原纤维增强水泥砂浆，其特征在于：所述水泥砂浆基体材料由水泥、砂和水组成，水泥、砂与水的质量分数比例为：水泥﹕砂﹕水=1﹕0.78﹕0.4。
3.一种制备如权利要求1~2任一项所述的改性竹原纤维增强水泥砂浆的方法，其特征在于：所述的改性竹原纤维和水泥砂浆按比例制备成胶凝材料，均匀搅拌后浇筑，手工插捣并置于振动台震动成型；凝固24h后脱模，试件进行养护，即得所述改性竹原纤维增强水泥砂浆试件。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述养护具体为试件在相对湿度90%，温度20℃标准恒温恒湿养护箱中养护28d。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911355683.1A CN110922112B (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种改性竹原纤维增强水泥砂浆及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911355683.1A CN110922112B (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种改性竹原纤维增强水泥砂浆及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110922112A CN110922112A (zh) | 2020-03-27 |
| CN110922112B true CN110922112B (zh) | 2022-01-11 |
Family
ID=69860908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911355683.1A Active CN110922112B (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 一种改性竹原纤维增强水泥砂浆及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110922112B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113049382B (zh) * | 2021-03-12 | 2023-07-04 | 常州工学院 | 一种原位表征植物纤维在水泥基体环境中性能退化的方法 |
| CN115488996B (zh) * | 2022-10-31 | 2023-06-27 | 东北林业大学 | 一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004307315A (ja) * | 2003-04-05 | 2004-11-04 | Sanyo Kensetsu Kk | 無機繊維質複合材 |
| CN104313877A (zh) * | 2014-10-27 | 2015-01-28 | 常熟市卫丰针纺织有限公司 | 一种竹纤维的偶联剂改性方法 |
| CN105601182A (zh) * | 2015-12-19 | 2016-05-25 | 仇颖超 | 一种高粘合性竹原纤维干粉砂浆的制备方法 |
| CN105802169A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-07-27 | 罗浩 | 一种掺杂绒状竹原纤维的可降解复合材料的制备方法 |
| CN109053077A (zh) * | 2018-09-07 | 2018-12-21 | 怀宁建国混凝土制品有限责任公司 | 一种保温抗裂发泡水泥 |
-
2019
- 2019-12-25 CN CN201911355683.1A patent/CN110922112B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110922112A (zh) | 2020-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Baoju et al. | Some factors affecting early compressive strength of steam-curing concrete with ultrafine fly ash | |
| CN108609974A (zh) | 一种超高性能混凝土及预制pc的制备方法 | |
| CN108516774B (zh) | 一种高强韧性混凝土及其制备方法 | |
| CN115140974B (zh) | 含粗骨料的200MPa级免蒸养超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN110922112B (zh) | 一种改性竹原纤维增强水泥砂浆及其制备方法 | |
| CN111003989B (zh) | 一种利用花岗岩锯泥制备花岗岩装饰板材的制备方法 | |
| CN111423180A (zh) | 一种高流动性环保型超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN110642572A (zh) | 一种高强度混凝土及其制备工艺 | |
| CN108285311A (zh) | 一种常温常压养护型超高性能混凝土及其制备方法 | |
| CN109534720A (zh) | 一种低线膨胀系数环氧树脂基水泥混凝土道路快速修补材料及其制备方法 | |
| CN114105572A (zh) | 一种玄武岩纤维增强活性粉末混凝土盖板及其制备方法 | |
| CN110357494A (zh) | 一种人造石材及其制备方法 | |
| CN110509425B (zh) | 一种混凝土预制墙板及其生产工艺 | |
| CN114394802A (zh) | 一种alc板材用修补砂浆及其制备方法 | |
| CN110685390A (zh) | 建筑墙体施工方法 | |
| CN109020398A (zh) | 一种彩色高性能混凝土（rpc）预制构件及制作方法 | |
| CN110105020B (zh) | 一种清水混凝土及其制备方法 | |
| CN111072351B (zh) | 一种改性竹纤维增强水泥砂浆及其制备方法 | |
| CN114349418B (zh) | 一种纤维增强水泥基复合大理石的背衬砂浆及其制备方法 | |
| CN116283148A (zh) | 一种桥梁墩身用免蒸养超高性能混凝土及其制备方法 | |
| US11718563B2 (en) | Polymer cement-granite composite tomb box and method for making same | |
| CN108002778B (zh) | 一种无模剂、其用途和包含其的建筑构件及制备方法 | |
| CN110218063A (zh) | 花岗岩粉蒸压加气混凝土自保温砌块 | |
| CN115488996B (zh) | 一种改性木屑增强水泥基复合材料的制备方法 | |
| CN115536323B (zh) | 一种轻质轻集料混凝土及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240130 Address after: Room 727, Building 5, SOHO5, Fuzhou Zhengrong Wealth Center, No. 28 Xinbao Road, Shangjie Town, Fuzhou City, Fujian Province, 350100 Patentee after: Fujian Gulin Architecture Research Institute Co.,Ltd. Country or region after: China Patentee after: FUJIAN HUAHANG CONSTRUCTION GROUP CO.,LTD. Patentee after: Honghui Construction Engineering Co.,Ltd. Address before: No. 15, Cangshan District, Fujian, Fuzhou, Fujian Patentee before: FUJIAN AGRICULTURE AND FORESTRY University Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right |