[发明专利]一种用于混凝土的改性UF500纤维素纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于混凝土的改性UF500纤维素纤维及其制备方法。以杉木或阔叶木材为原料制备的改性UF500纤维素纤维，其纤维单丝的纤维平均长度：2～3mm；纤维平均宽度：14μm～70μm；比表面积：(2.45～2.55)×10⁴cm²/g；纤维抗拉强度：300～950MPa；纤维弹性模量：8～10GPa；纤维耐碱性≥90％。本发明的改性UF500纤维素纤维具有天然的亲水性能，增强了纤维与混凝土基体的粘结强度，同时可使纤维单丝均匀分布在混凝土基料中，其分散性能好，无结团；最后，本发明的改性UF500纤维素纤维可有效改善纤维对混凝土基体材料强碱性的耐受能力，解决了高标C50‑C80及清水混凝土的水化热形成钙矾石反应而引起的混凝土制品内部爆裂的问题，进一步提升了混凝土抗裂性、韧性以及耐久性等综合性能。

技术领域

本发明涉及一种水泥基复合材料添加型功能材料，具体涉及一种用于混凝土的改性UF500纤维素纤维及其制备方法。

背景技术

目前，在建筑工程领域，在混凝土中掺加各类纤维是改善混凝土抗裂性能、提高混凝土抗渗和抗冻性能的主要方法之一，并已在各类工程中得到了广泛的应用。现行的建筑工程相关规范、标准中，纤维一般指钢纤维、合成纤维等，而在实际的工程中有的混凝土结构掺加了纤维素纤维。

建筑工程中应用的纤维，根据其材质可分为有机纤维和无机纤维；根据力学性能可分为高弹模纤维和低弹模纤维；根据基体材料可分为水泥混凝土用纤维、砂浆用纤维、沥青混凝土用纤维等。掺入混凝土中的植物纤维，由于纤维的材性如纤维长度、直径、纤维表面亲疏水性等不同，使纤维在混凝土中的分散性能及添加纤维后混凝土的工作性能差别较大，直接影响到纤维混凝土在抗裂性能、力学性能以及耐久性等方面表现。目前大多纤维无法耐受混凝土基体材料的强碱性，加之或因无法在混凝土中均匀分散，或因耐高温性不够而达不到抗裂、增强效果。随着现代建筑技术的发展，纤维素纤维生产技术的进步解决了这些问题。

纤维素纤维区别于合成纤维、动物纤维、矿物纤维，分子式为(C₆H₁₀O₅)n，是一种多糖结构的高分子聚合物。它以天然植物为原料，通过生物、化学技术加工制造而成。在建筑工程上，目前纤维素纤维的应用缺乏行业规范，应用也并不广泛。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于混凝土的改性UF500纤维素纤维及其制备方法，本发明的改性UF500纤维素纤维具有天然的亲水性能，与混凝土基体的粘结强度大，同时解决了高标C50-C80及清水混凝土不可克服的水化热形成钙矾石反应、引起的高标C50-C80及清水混凝土制品内部爆裂的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种用于混凝土的改性UF500纤维素纤维，所述纤维素纤维的制作材料为杉木或阔叶植物中的至少一种，该纤维素纤维单丝有如下物理、化学性能：

纤维平均长度：2～3mm；

纤维平均宽度：14μm～70μm；

比表面积：(2.45～2.55)×10⁴cm²/g

纤维抗拉强度：300～950MPa；

纤维弹性模量：8～10GPa；

纤维耐碱性：≥90％。

进一步地，所述的用于混凝土的纤维素纤维在混凝土中的体积掺量：0.04％～4％。

基于上述用于混凝土的改性UF500纤维素纤维，本发明还提供了一种上述改性UF500纤维素纤维的制备方法，改方法包括以下步骤：