CN113072339A - 一种高韧性水泥基复合材料的制备方法 - Google Patents

一种高韧性水泥基复合材料的制备方法 Download PDF

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张卓翔
傅举鹏
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Abstract

本发明公开了一种利用高韧性水泥基材料的制备方法，需要对秸秆植物纤维进行预处理，再掺加到水泥基里。本发明的改性水泥基材料是由秸秆植物纤维、水泥、砂、聚羧酸减水剂、水混合得到：其中，相对于1000kg水泥、所述的植物纤维的用量为0～200kg，砂子的用量为2700～3200kg，所述的水为500～800kg。本发明经过对植物纤维改性，通过氢氧化钠溶液处理过的植物纤维的复合材料，有较好的抗压强度、抗折强度，同时具备良好的塑性和韧性、以及抗裂和抗拉伸性能；本发明采用农业废弃物的秸秆植物作为主要原料制备一种纤维增强水泥基材料，该方法有助于降低制作成本、节约资源，解决废料对环境的污染，从而保护环境。

Description

一种高韧性水泥基复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体涉及一种高韧性的水泥复合材料的制备方法。
背景技术
水泥基是当前人类生产和生活必不可分的建筑材料之一，它具有原料来源充足，成本低，施工方便，耐久性好，易维护等显著优点，被广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程，成为人类应用最广泛，使用量最大的一种建筑材料。其性能的好坏直接决定工程质量的高低，因此，需求高韧性的水泥成为现阶段业内关注的焦点。
目前仍广泛应用于建筑、道路、桥梁和港海设施工程建设领域。混凝土之所以经久不衰，主要归功于其材料来源广、工艺简便、防火、适应性强和应用方便等诸多优点然而随着混凝土强度的不断提高，高强混凝土自重大、脆性大、韧性差、抗拉强度低、可靠性低和开裂后裂缝宽度难以控制等问题更加突出，很大程度上影响了其在施工建设中的应用和发展。
现阶段绿色建筑材料要考虑环保、韧性强、造价低等，对废弃物进行了合理利用，从而减少部分不合理利用资源产生的社会问题。对水泥基复合材料的力学强度、吸水性有明显改善，使得复合材料的性能更优良，在对砌体材料强度要求更高的潮湿环境的实际运用中能够发挥出它的优势。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前水泥存在着强度不够高、韧性比较差、凝结时间短的缺陷，提供了一种高韧性水泥基复合材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种高韧性水泥基复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
步骤一：植物纤维按照水泥的组分称量，再在5％的氢氧化钠溶液中泡12h取出备用；
步骤二：将步骤一处理后的植物纤维与水泥、砂搅拌2min；
步骤三：将步骤二搅拌均匀后的混合物，加入用水量为2/3的水，继续搅拌2～3min；
步骤四：将减水剂加入到步骤三得到的混合物和用水量为1/3的水搅拌
步骤五：再浇筑到胶砂试块的模具中，待不少于24h拆模，置于养护箱箱中养护到规定的龄期；
将上述制备的试件再养护箱中养护到规定龄期的试件，再检测其各试块的性能。
本发明与其他方法相比，具有以下优点：
本发明利用更多的植物秸秆作为增韧材料，对水泥基材料的韧性和力学性能进行有效的改善，添加的纤维在控制水泥基复合材料的开裂和增强水泥基复合材料性能方面能够起到好的效果，够达到增强水泥基复合材料的要求；
植物纤维增强的水泥基复合材料有着普通硅酸盐水泥没有的特点，如绿色环保、韧性强、造价低等，对废弃物进行了合理利用，减少了部分不合理利用资源产生的社会问题；
本发明的高韧性水泥基材料制备方法简单，易于实现，可广泛运用于工业与民用建筑的墙体、屋面、地坪及道路、桥梁、隧道等。
附图说明
图1所示为本发明的制备方法的流程图；
图2所示为本发明的制备方法的成品图；
具体实施方案
下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
实施例一
本实施例提供一种高韧性水泥基复合材料的制备方法，按质量分数计：普通硅酸盐水泥1000Kg、纤维用量为100kg，砂子的用量为3000kg，所述的水为600kg；
本方案提供上述的高韧性水泥基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：植物纤维按照水泥的组分称量，再在5％的氢氧化钠溶液中泡12h取出备用；
步骤二：将步骤一处理后的植物纤维与水泥、砂搅拌2min；
步骤三：将步骤二搅拌均匀后的混合物，加入用水量为2/3的水，继续搅拌2～3min；
步骤四：将减水剂加入到步骤三得到的混合物和用水量为1/3的水搅拌
步骤五：再浇筑到胶砂试块的模具中，待不少于24h拆模，置于养护箱箱中养护到规定的龄期；
实施例二
本实施例提供一种高韧性水泥基复合材料的制备方法，按质量分数计：普通硅酸盐水泥1000Kg、纤维用量为150kg，砂子的用量为2800kg，所述的水为550kg；
本方案提供上述的高韧性水泥基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：植物纤维按照水泥的组分称量，再在5％的氢氧化钠溶液中泡12h取出备用；
步骤二：将步骤一处理后的植物纤维与水泥、砂搅拌2min；
步骤三：将步骤二搅拌均匀后的混合物，加入用水量为2/3的水，继续搅拌2～3min；
步骤四：将减水剂加入到步骤三得到的混合物和用水量为1/3的水搅拌
步骤五：再浇筑到胶砂试块的模具中，待不少于24h拆模，置于养护箱箱中养护到规定的龄期；
实施例三
本实施例提供一种高韧性水泥基复合材料的制备方法，按质量分数计：普通硅酸盐水泥1000Kg、纤维用量为200kg，砂子的用量为2900kg，所述的水为500kg；
本方案提供上述的高韧性水泥基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：植物纤维按照水泥的组分称量，再在5％的氢氧化钠溶液中泡12h取出备用；
步骤二：将步骤一处理后的植物纤维与水泥、砂搅拌2min；
步骤三：将步骤二搅拌均匀后的混合物，加入用水量为2/3的水，继续搅拌2～3min；
步骤四：将减水剂加入到步骤三得到的混合物和用水量为1/3的水搅拌
步骤五：再浇筑到胶砂试块的模具中，待不少于24h拆模，置于养护箱箱中养护到规定的龄期；
收集实施例一至三所制得的试件，对试件的部分性能进行检测，检测数据如下表：
抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 抗冲击韧性(N.m) 劈裂抗拉强度(MPa)
实施例1 52.3 22.8 36342.21 4.78
实施例2 53.6 24.6 39562.38 5.01
实施例3 57.2 27.2 42365.66 5.44
小麦秸秆纤维含量对复合材料的力学性能影响极为明显，高掺量纤维的复合材料韧性更高，质量更轻，但在满足韧性和质量要求的情况下，低掺量的纤维更有利于复合材料的力学强度且吸湿率更低；
发明采用农业废弃物作为主要原料制备一种纤维增强水泥基材料，该方法有助于降低制作成本、节约资源，解决废料对环境的污染，从而保护环境。
本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (5)

1.一种高韧性水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，其所述的水泥基复合材料由植物纤维、水泥、砂、减水剂、水混合搅拌制得：其中，相对于1000kg水泥、所述的纤维用量为0～200kg，砂子的用量为2700～3200kg，所述的水为500～800kg。
2.根据权利要求1所述的高韧性水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述水泥为标号为42.5的普通硅酸盐水泥；所述沙子的粒径为5～10mm的河沙；所述的减水剂为聚羧酸减水剂；所述的水为普通自来水。
3.根据权利要求1所述的高韧性水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，所述的纤维为植物纤维通过氢氧化钠处理以后的纤维，长度为3～9mm。
4.根据权利要求1所述的高韧性水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，制备的制备方法包括以下步骤：
步骤一：植物纤维按照水泥的组分称量，再在5％的氢氧化钠溶液中泡12h取出备用；
步骤二：将步骤一处理后的植物纤维与水泥、砂搅拌2min；
步骤三：将步骤二搅拌均匀后的混合物，加入2/3的水，继续搅拌2～3min；
步骤四：将减水剂加入到步骤三得到的混合物和用水量为1/3的水搅拌；
步骤五：再浇筑到胶砂试块的模具，不少于24h拆模，置于养护箱中养护到规定的龄期。
5.根据权利要求1～4所述的高韧性水泥基复合材料的制备方法，其特征在于，将上述养护到规定的龄期的试件，再检测其各试块的性能。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115488996A (zh) * 2022-10-31 2022-12-20 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

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